電子簽名的認證、防篡改機制是怎麼實現的?


用一組漫畫來解釋一下:

鮑勃有兩把鑰匙,一把是公鑰,另一把是私鑰
(公鑰是公開的任何人都可以下載到)

蘇珊要給鮑勃寫一封保密的信。她寫完後用鮑勃的公鑰加密,就可以達到加密保護的效果

鮑勃收信後,用私鑰解密,就看到了信件內容。這裡要強調的是,只要鮑勃的私鑰不泄露,這封信就是安全的,即使落在別人手裡,也無法解密。

鮑勃 給 蘇珊 回信,決定採用 "數字簽名"。 他寫完後 先用Hash函數,生成信件的摘要(digest)

然後,鮑勃使用 私鑰,對這個 摘要 加密,生成 "數字簽名"(signature)

鮑勃將這個 數字簽名,附在信件下面,一起發給蘇珊。(發送過程的加密方式如上面說的非對稱加密)

蘇珊收信後,取下數字簽名,用鮑勃的公鑰解密,得到信件的摘要。由此證明,這封信確實是鮑勃發出的。

蘇珊再對信件本身使用Hash函數,將得到的結果,與上一步得到的摘要進行對比。如果兩者一致,就證明這封信未被修改過。

現在有壞人出現了,壞人道格想欺騙蘇珊,他偷偷使用了蘇珊的電腦,用自己的公鑰換走了鮑勃的公鑰。此時,蘇珊實際擁有的是 道格的公鑰,但是還以為這是 鮑勃的公鑰。因此,道格就可以冒充鮑勃,用自己的私鑰做成"數字簽名",寫信給蘇珊,讓蘇珊用假的鮑勃公鑰進行解密。

(出現這種情況的原因是:這是鮑勃的公鑰真假不能確定造成;這需要CA這種中間人機構,來證明了)

後來,蘇珊感覺不對勁,發現自己無法確定公鑰是否真的屬於鮑勃。她想到了一個辦法,要求鮑勃去找"證書中心"(certificate authority,簡稱CA),為公鑰做認證。CA用自己的私鑰,對鮑勃的公鑰和一些相關信息一起加密,生成"數字證書"(Digital Certificate)。

鮑勃拿到數字證書以後,就可以放心了。以後再給蘇珊寫信,只要在數字簽名的同時,再附上數字證書就行了。

蘇珊收信後,用CA的公鑰解開數字證書,就可以拿到鮑勃真實的公鑰了,然後就能證明"數字簽名"是否真的是鮑勃簽的。


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