加解密簽名校驗(yàn)(數(shù)字簽名和加密的基本原理及其區(qū)別是什么)

1.數(shù)字簽名和加密的基本原理及其區(qū)別是什么

數(shù)字簽名主要經(jīng)過以下幾個(gè)過程： 信息發(fā)送者使用一單向散列函數(shù)（HASH函數(shù)）對(duì)信息生成信息摘要； 信息發(fā)送者使用自己的私鑰簽名信息摘要； 信息發(fā)送者把信息本身和已簽名的信息摘要一起發(fā)送出去； 信息接收者通過使用與信息發(fā)送者使用的同一個(gè)單向散列函數(shù)（HASH函數(shù)）對(duì)接收的信息本身生成新的信息摘要，再使用信息發(fā)送者的公鑰對(duì)信息摘要進(jìn)行驗(yàn)證，以確認(rèn)信息發(fā)送者的身 份和信息是否被修改過。

數(shù)字加密主要經(jīng)過以下幾個(gè)過程： 當(dāng)信息發(fā)送者需要發(fā)送信息時(shí)，首先生成一個(gè)對(duì)稱密鑰，用該對(duì)稱密鑰加密要發(fā)送的報(bào)文； 信息發(fā)送者用信息接收者的公鑰加密上述對(duì)稱密鑰； 信息發(fā)送者將第一步和第二步的結(jié)果結(jié)合在一起傳給信息接收者，稱為數(shù)字信封； 信息接收者使用自己的私鑰解密被加密的對(duì)稱密鑰，再用此對(duì)稱密鑰解密被發(fā)送方加密的密文，得到真正的原文。 數(shù)字簽名和數(shù)字加密的過程雖然都使用公開密鑰體系，但實(shí)現(xiàn)的過程正好相反，使用的密鑰對(duì)也不同。

數(shù)字簽名使用的是發(fā)送方的密鑰對(duì)，發(fā)送方用自己的私有密鑰進(jìn)行加密，接收方用發(fā)送方的公開密鑰進(jìn)行解密，這是一個(gè)一對(duì)多的關(guān)系，任何擁有發(fā)送方公開密鑰的人都可以驗(yàn)證數(shù)字簽名的正確性。 數(shù)字加密則使用的是接收方的密鑰對(duì)，這是多對(duì)一的關(guān)系，任何知道接收方公開密鑰的人都可以向接收方發(fā)送加密信息，只有唯一擁有接收方私有密鑰的人才能對(duì)信息解密。

另外，數(shù)字簽名只采用了非對(duì)稱密鑰加密算法，它能保證發(fā)送信息的完整性、身份認(rèn)證和不可否認(rèn)性，而數(shù)字加密采用了對(duì)稱密鑰加密算法和非對(duì)稱密鑰加密算法相結(jié)合的方法，它能保證發(fā)送信息保密性。

2.請(qǐng)高手指點(diǎn)數(shù)字簽名的進(jìn)行簽字和驗(yàn)證的操作步驟

簽字：

1、安裝驅(qū)動(dòng)程序

2、在已下載的安裝程序上點(diǎn)擊右鍵，選擇“屬性”

3、選擇“數(shù)字簽名”標(biāo)簽，可看到該文件由目的公司簽名。

驗(yàn)證：

1、在已下載的安裝程序上點(diǎn)擊右鍵，選擇“屬性”

2、點(diǎn)擊“詳細(xì)信息”，如軟件未被改動(dòng)，則證書的狀態(tài)為“該數(shù)字簽名正常”；

3、點(diǎn)擊“查看證書”，可看到證書相關(guān)信息。

4、如果文件被非法篡改，在文件屬性里，“數(shù)字簽名”一欄仍顯示該文件有簽名，但詳細(xì)信息里會(huì)提示“該數(shù)字簽名無(wú)效”，查看證書里會(huì)提示“沒有驗(yàn)證對(duì)象的數(shù)字簽名”，這時(shí)請(qǐng)立即刪除安裝程序并重新下載，然后重復(fù)以上的驗(yàn)證步驟。

3.java常用的加密,解密,數(shù)字簽名等API是什么

常用API java。

security。KeyPairGenerator 密鑰生成器類public static KeyPairGenerator getInstance(String algorithm) throws 以指定的算法返回一個(gè)KeyPairGenerator 對(duì)象參數(shù)： algorithm 算法名。

如："DSA","RSA"public void initialize(int keysize)以指定的長(zhǎng)度初始化KeyPairGenerator對(duì)象，如果沒有初始化系統(tǒng)以1024長(zhǎng)度默認(rèn)設(shè)置參數(shù)：keysize 算法位長(zhǎng)。其范圍必須在 512 到 1024 之間，且必須為 64 的倍數(shù)public void initialize(int keysize, SecureRandom random)以指定的長(zhǎng)度初始化和隨機(jī)發(fā)生器初始化KeyPairGenerator對(duì)象參數(shù)：keysize 算法位長(zhǎng)。

其范圍必須在 512 到 1024 之間，且必須為 64 的倍數(shù)random 一個(gè)隨機(jī)位的來(lái)源（對(duì)于initialize(int keysize)使用了默認(rèn)隨機(jī)器public abstract KeyPair generateKeyPair（)產(chǎn)生新密鑰對(duì)java。 security。

KeyPair 密鑰對(duì)類public PrivateKey getPrivate（)返回私鑰public PublicKey getPublic（)返回公鑰java。security。

Signature 簽名類public static Signature getInstance(String algorithm) throws 返回一個(gè)指定算法的Signature對(duì)象參數(shù) algorithm 如："DSA"public final void initSign(PrivateKey privateKey)throws InvalidKeyException用指定的私鑰初始化參數(shù)：privateKey 所進(jìn)行簽名時(shí)用的私鑰public final void update(byte data)throws final void update(byte[] data)throws final void update(byte[] data, int off, int len)throws SignatureException添加要簽名的信息public final byte[] sign()throws SignatureException返回簽名的數(shù)組，前提是initSign和updatepublic final void initVerify(PublicKey publicKey)throws InvalidKeyException用指定的公鑰初始化參數(shù)：publicKey 驗(yàn)證時(shí)用的公鑰public final boolean verify(byte[] signature)throws SignatureException驗(yàn)證簽名是否有效，前提是已經(jīng)initVerify初始化參數(shù)： signature 簽名數(shù)組 。

4.如何使用公鑰技術(shù)加密

公鑰密碼技術(shù)核心思想是使用公鑰密碼算法的用戶有一對(duì)密鑰，其中一個(gè)稱謂私鑰，用于解密消息或?qū)ο⑦M(jìn)行數(shù)字簽名，由用戶自己使用，需妥善保存，防止泄密；另一稱為公鑰，公布在公開位置，由其他人使用，其作用是進(jìn)行加密或驗(yàn)證數(shù)字簽名。

假設(shè)用戶A要使用公鑰密碼技術(shù)將消息M加密傳給用戶B，用戶A首先從公開位置查詢到用戶B的公鑰PubKeyB，并用該公鑰加密消息M得到密文PubKeyB(M)，然后，用戶A將密文PubKeyB(M)發(fā)送給用戶B。當(dāng)用戶B收到密文PubKeyB(M)后，利用自己的私鑰PriKeyB解密密文PubKey(M)就可以得到消息M。

對(duì)于以上過程，因?yàn)橄是以密文形式傳輸?shù)?，公鑰密碼算法保證了只有擁有私鑰PriKeyB才能解密密文，所以，任何別有用心的人都無(wú)法通過網(wǎng)絡(luò)竊聽獲取明文消息M。從上述過程可以看出，利用公鑰密碼技術(shù)傳遞消息之前用戶A與用戶B不必通過秘密渠道協(xié)商加密密鑰，用戶A只需在公開位置查詢到用戶B的公鑰就可以了。

公鑰密碼技術(shù)的這一優(yōu)勢(shì)是傳統(tǒng)對(duì)稱密碼技術(shù)無(wú)法比擬的，它不要求通信雙方在進(jìn)行通信之前通過秘密渠道協(xié)商加密密鑰。但采用公鑰密碼技術(shù)加密信息的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于采用傳統(tǒng)對(duì)稱密碼技術(shù)加密信息速度。

因而，在應(yīng)用中經(jīng)常首先利用公鑰密碼技術(shù)傳遞傳統(tǒng)對(duì)稱密碼技術(shù)所需要的加密密鑰，然后再使用傳統(tǒng)對(duì)稱密碼技術(shù)加密所需傳遞的信息。 公鑰密碼技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是消息發(fā)送者可以利用自己的私鑰對(duì)發(fā)送消息進(jìn)行數(shù)字簽名，而消息接收者使用發(fā)送者的公鑰可以驗(yàn)證發(fā)送者所作的數(shù)字簽名。

通過驗(yàn)證數(shù)字簽名可以保證消息來(lái)源的真實(shí)性，也可以防止發(fā)生糾紛時(shí)消息發(fā)送者對(duì)發(fā)送過的消息進(jìn)行抵賴。 另外，數(shù)字簽名還可以保證數(shù)據(jù)的完整性，因?yàn)橄⒋鄹恼邿o(wú)法為篡改后的消息消息偽造原始發(fā)送者所要做的數(shù)字簽名。

在實(shí)際應(yīng)用中，每一個(gè)用戶通常有兩對(duì)密鑰：一對(duì)專門用來(lái)進(jìn)行加解密，另一對(duì)專門用戶進(jìn)行數(shù)字簽名與驗(yàn)證數(shù)字簽名。對(duì)應(yīng)的公鑰分別稱為加密公鑰，驗(yàn)證簽名公鑰，對(duì)應(yīng)的私鑰分別稱為解密私鑰，數(shù)字簽名私鑰。

根據(jù)公鑰技術(shù)的特點(diǎn)，用戶的公鑰是存放在公開位置的，需要使用時(shí)可以到公開位置查詢，這樣可以大大簡(jiǎn)化對(duì)密鑰的管理。然而利用公鑰密碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸安全并不意味著不存在密鑰管理問題。

如果用戶B存放在公開位置的公鑰被不法用戶D替換為自己的公鑰，用戶A使用用戶B的公鑰加密信息，不法信息使用自己的私鑰就可以解密通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)拿芪摹?因此在利用公鑰密碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全傳輸時(shí)，必須采取措施讓用戶確信自己使用的公鑰確實(shí)是它所期望的用戶的公鑰。

利用公鑰基礎(chǔ)設(shè)施PKI可以使用用戶能夠判斷自己所使用的公鑰正是所期望的公鑰。 二、認(rèn)證機(jī)構(gòu)CA與公鑰證書 根據(jù)公鑰密碼技術(shù)原理，要想在Internet上進(jìn)行安全的數(shù)據(jù)傳輸，必須保證其中一方擁有另一方的公鑰。

如何在廣域網(wǎng)上安全得到對(duì)方的公鑰，以防止假日攻擊，止前主要依賴認(rèn)證機(jī)構(gòu)CA來(lái)實(shí)現(xiàn)。認(rèn)證機(jī)構(gòu)CA是可信的權(quán)威機(jī)構(gòu)，其權(quán)威性首先體現(xiàn)在它的所有用戶都知道其驗(yàn)證簽名公鑰及加密公鑰。

CA的用戶U首先在CA注冊(cè)，并提交自己的公鑰。當(dāng)注冊(cè)成功，也就是CA驗(yàn)證了用戶U身份的真實(shí)性后，CA就將用戶名U，用戶的公鑰及另外一些用戶屬性放在一個(gè)文本中，對(duì)所形成的文本進(jìn)行數(shù)字簽名處理。

文本及CA對(duì)文本的簽名信息，就形成用戶A的公鑰證書。認(rèn)證機(jī)構(gòu)CA作為可信權(quán)威機(jī)構(gòu)其可信性體現(xiàn)在CA能保證書中的用戶名與公鑰是致的，也就是說CA能保證基所簽署的標(biāo)識(shí)為用戶A的證書中的公鑰一定是用戶A的，而且證書中的有關(guān)屬性是正確的。

有了CA，用戶擁有了公鑰證書，廣域網(wǎng)上方便快捷的安全的通信便成為了可能。 三、公鑰基礎(chǔ)設(shè)施的結(jié)構(gòu) 公鑰基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)通常包括認(rèn)證機(jī)構(gòu)CA、證書與CPL數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)和用戶三部分，其中用戶包括證書申請(qǐng)者與證書使用者，如圖1所示。

公鑰證書申請(qǐng)者首先要生成自己的公私鑰對(duì)，并將公鑰與自己的身份證明材料提交給認(rèn)證機(jī)構(gòu)CA。 認(rèn)證機(jī)構(gòu)CA通過用戶提供的身份證明材料，驗(yàn)證用戶的身份。

如果用戶提供的身份證明材料真實(shí)可信，認(rèn)證機(jī)構(gòu)CA為用戶登記注冊(cè)，并使用自己的私鑰為用戶簽發(fā)公鑰證書。公鑰證書的結(jié)構(gòu)如圖2所示，從中可以看出公鑰證書通常包括三部分內(nèi)容：需要簽名部分、簽名算法部分和簽名值部分。

需要簽名部分包括證書版本號(hào)，序列號(hào)，持有者（證書主體）的公鑰，有效期及其他相關(guān)信息。 簽名算法部分的內(nèi)容標(biāo)識(shí)CA對(duì)證書進(jìn)行數(shù)字簽名所使用的公鑰簽名算法。

簽名值部分包含的是CA使用簽名算法部分所標(biāo)識(shí)的簽名算法，使用自己的簽名私鑰對(duì)需要簽名部分進(jìn)行數(shù)字簽名的簽名結(jié)果。 認(rèn)證機(jī)構(gòu)CA將其簽發(fā)的用戶公鑰證書公布在公開位置，如圖1中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。

從圖1中可以看出，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)中除了存放用戶公鑰證書之外，還存放證書吊銷列表CRL(Certificate Revocation List)，它列出了由于種種原因而吊銷了的證書。 當(dāng)用戶A要使用用戶B的公鑰進(jìn)行安全數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，用戶A首先在公鑰基礎(chǔ)設(shè)施的存儲(chǔ)區(qū)查詢用戶B的公鑰證書，然后使用認(rèn)證機(jī)構(gòu)CA的驗(yàn)證簽名公鑰驗(yàn)證證書中CA的數(shù)字簽名。

5.數(shù)字簽名相關(guān)知識(shí)

首先應(yīng)該知道，什么是數(shù)字簽名.簡(jiǎn)單地說，所謂數(shù)字簽名就是附加在數(shù)據(jù)單元上的一些數(shù)據(jù)，或是對(duì)數(shù)據(jù)單元所作的密碼變換。

這種數(shù)據(jù)或變換允許數(shù)據(jù)單元的接收者用以確認(rèn)數(shù)據(jù)單元的來(lái)源和數(shù)據(jù)單元的完整性并保護(hù)數(shù)據(jù)，防止被人（例如接收者）進(jìn)行偽造。它是對(duì)電子形式的消息進(jìn)行簽名的一種方法，一個(gè)簽名消息能在一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)中傳輸。

基于公鑰密碼體制和私鑰密碼體制都可以獲得數(shù)字簽名，目前主要是基于公鑰密碼體制的數(shù)字簽名。包括普通數(shù)字簽名和特殊數(shù)字簽名。

普通數(shù)字簽名算法有RSA、ElGamal、Fiat-Shamir、Guillou- Quisquarter、Schnorr、Ong-Schnorr-Shamir數(shù)字簽名算法、Des/DSA，橢圓曲線數(shù)字簽名算法和有限自動(dòng)機(jī)數(shù)字簽名算法等。特殊數(shù)字簽名有盲簽名、代理簽名、群簽名、不可否認(rèn)簽名、公平盲簽名、門限簽名、具有消息恢復(fù)功能的簽名等，它與具體應(yīng)用環(huán)境密切相關(guān)。

顯然，數(shù)字簽名的應(yīng)用涉及到法律問題，美國(guó)聯(lián)邦政府基于有限域上的離散對(duì)數(shù)問題制定了自己的數(shù)字簽名標(biāo)準(zhǔn)（DSS）。一些國(guó)家如法國(guó)和德國(guó)已經(jīng)制定了數(shù)字簽名法。

實(shí)現(xiàn)數(shù)字簽名有很多方法，目前數(shù)字簽名采用較多的是公鑰加密技術(shù)，如基于RSA Date Security 公司的PKCS(Public Key Cryptography Standards)、Digital Signature Algorithm、x.509、PGP(Pretty Good Privacy)。1994年美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)協(xié)會(huì)公布了數(shù)字簽名標(biāo)準(zhǔn)而使公鑰加密技術(shù)廣泛應(yīng)用。

公鑰加密系統(tǒng)采用的是非對(duì)稱加密算法。 目前的數(shù)字簽名是建立在公共密鑰體制基礎(chǔ)上，它是公用密鑰加密技術(shù)的另一類應(yīng)用。

它的主要方式是，報(bào)文的發(fā)送方從報(bào)文文本中生成一個(gè)128位的散列值（或報(bào)文摘要）。發(fā)送方用自己的私人密鑰對(duì)這個(gè)散列值進(jìn)行加密來(lái)形成發(fā)送方的數(shù)字簽名。

然后，這個(gè)數(shù)字簽名將作為報(bào)文的附件和報(bào)文一起發(fā)送給報(bào)文的接收方。報(bào)文的接收方首先從接收到的原始報(bào)文中計(jì)算出128位的散列值（或報(bào)文摘要），接著再用發(fā)送方的公用密鑰來(lái)對(duì)報(bào)文附加的數(shù)字簽名進(jìn)行解密。

如果兩個(gè)散列值相同、那么接收方就能確認(rèn)該數(shù)字簽名是發(fā)送方的。通過數(shù)字簽名能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)原始報(bào)文的鑒別。

在書面文件上簽名是確認(rèn)文件的一種手段，其作用有兩點(diǎn)：第一，因?yàn)樽约旱暮灻y以否認(rèn)，從而確認(rèn)了文件已簽署這一事實(shí)；第二，因?yàn)楹灻灰追旅?，從而確定了文件是真的這一事實(shí)。 數(shù)字簽名與書面文件簽名有相同之處，采用數(shù)字簽名，也能確認(rèn)以下兩點(diǎn)：第一，信息是由簽名者發(fā)送的；第二，信息自簽發(fā)后到收到為止未曾作過任何修改。

這樣數(shù)字簽名就可用來(lái)防止電子信息因易被修改而有人作偽，或冒用別人名義發(fā)送信息?；虬l(fā)出（收到）信件后又加以否認(rèn)等情況發(fā)生。

應(yīng)用廣泛的數(shù)字簽名方法主要有三種，即：RSA簽名、DSS簽名和Hash簽名。這三種算法可單獨(dú)使用，也可綜合在一起使用。

數(shù)字簽名是通過密碼算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加、解密變換實(shí)現(xiàn)的，用DES算去、RSA算法都可實(shí)現(xiàn)數(shù)字簽名。但三種技術(shù)或多或少都有缺陷，或者沒有成熟的標(biāo)準(zhǔn)。

用RSA或其它公開密鑰密碼算法的最大方便是沒有密鑰分配問題（網(wǎng)絡(luò)越復(fù)雜、網(wǎng)絡(luò)用戶越多，其優(yōu)點(diǎn)越明顯）。因?yàn)楣_密鑰加密使用兩個(gè)不同的密鑰，其中有一個(gè)是公開的，另一個(gè)是保密的。

公開密鑰可以保存在系統(tǒng)目錄內(nèi)、未加密的電子郵件信息中、電話黃頁(yè)（商業(yè)電話）上或公告牌里，網(wǎng)上的任何用戶都可獲得公開密鑰。而私有密鑰是用戶專用的，由用戶本身持有，它可以對(duì)由公開密鑰加密信息進(jìn)行解密。

RSA算法中數(shù)字簽名技術(shù)實(shí)際上是通過一個(gè)哈希函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。數(shù)字簽名的特點(diǎn)是它代表了文件的特征，文件如果發(fā)生改變，數(shù)字簽名的值也將發(fā)生變化。

不同的文件將得到不同的數(shù)字簽名。一個(gè)最簡(jiǎn)單的哈希函數(shù)是把文件的二進(jìn)制碼相累加，取最后的若干位。

哈希函數(shù)對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)的雙方都是公開的只有加入數(shù)字簽名及驗(yàn)證才能真正實(shí)現(xiàn)在公開網(wǎng)絡(luò)上的安全傳輸。加入數(shù)字簽名和驗(yàn)證的文件傳輸過程如下： 發(fā)送方首先用哈希函數(shù)從原文得到數(shù)字簽名，然后采用公開密鑰體系用發(fā)達(dá)方的私有密鑰對(duì)數(shù)字簽名進(jìn)行加密，并把加密后的數(shù)字簽名附加在要發(fā)送的原文后面； 發(fā)送一方選擇一個(gè)秘密密鑰對(duì)文件進(jìn)行加密，并把加密后的文件通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)浇邮辗剑?發(fā)送方用接收方的公開密鑰對(duì)密秘密鑰進(jìn)行加密，并通過網(wǎng)絡(luò)把加密后的秘密密鑰傳輸?shù)浇邮辗剑?接受方使用自己的私有密鑰對(duì)密鑰信息進(jìn)行解密，得到秘密密鑰的明文； 接收方用秘密密鑰對(duì)文件進(jìn)行解密，得到經(jīng)過加密的數(shù)字簽名； 接收方用發(fā)送方的公開密鑰對(duì)數(shù)字簽名進(jìn)行解密，得到數(shù)字簽名的明文； 接收方用得到的明文和哈希函數(shù)重新計(jì)算數(shù)字簽名，并與解密后的數(shù)字簽名進(jìn)行對(duì)比。

如果兩個(gè)數(shù)字簽名是相同的，說明文件在傳輸過程中沒有被破壞。 如果第三方冒充發(fā)送方發(fā)出了一個(gè)文件，因?yàn)榻邮辗皆趯?duì)數(shù)字簽名進(jìn)行解密時(shí)使用的是發(fā)送方的公開密鑰，只要第三方不知道發(fā)送方的私有密鑰，解密出來(lái)的數(shù)字簽名和經(jīng)過計(jì)算的數(shù)字簽名必然是不相同的。

這就提供了一個(gè)安全的確認(rèn)發(fā)送方身份的方法。 安全的數(shù)字簽名使接收方可以得到保證：文件確實(shí)來(lái)自聲稱的發(fā)送方。

鑒于簽。