[摘要] 本文從數(shù)字簽名技術(shù)的概念和原理出發(fā)，詳細(xì)介紹了數(shù)字簽名技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法，以及數(shù)字簽名技術(shù)在電子商務(wù)安全系統(tǒng)中的重要作用。

[關(guān)鍵詞] 數(shù)字簽名電子商務(wù)安全

電子商務(wù)是利用Internet進(jìn)行的各項(xiàng)商務(wù)活動(dòng)，主要包括非支付型和支付型兩種業(yè)務(wù)類型。電子商務(wù)改變了傳統(tǒng)的交易方式，它通過網(wǎng)絡(luò)使企業(yè)面對(duì)整個(gè)世界，所帶來的商機(jī)是巨大而深遠(yuǎn)的。目前，隨著Internet的迅猛發(fā)展，電子商務(wù)已成為國(guó)際商務(wù)活動(dòng)的一種嶄新模式。這種新型的貿(mào)易方式以其特有的成本低、易于參與、對(duì)需求反映迅速等優(yōu)勢(shì)，已被愈來愈多的國(guó)家及不同行業(yè)所接受和使用。由于電子商務(wù)所依托的Internet的全球性和開放性，電子商務(wù)的影響也是全面的，它不僅在微觀上影響企業(yè)的經(jīng)營(yíng)行為和消費(fèi)者的消費(fèi)行為，而且在宏觀上也影響到國(guó)際貿(mào)易關(guān)系和國(guó)家未來競(jìng)爭(zhēng)力。

然而，互聯(lián)網(wǎng)所固有的開放性與資源共享性使電子商務(wù)成為一把雙刃劍，它在給人類帶來了經(jīng)濟(jì)、便捷、高效的交易方式的同時(shí)，也使商務(wù)活動(dòng)的安全性受到嚴(yán)重挑戰(zhàn)。電子商務(wù)的安全問題已成為全球電子商務(wù)活動(dòng)的焦點(diǎn)問題，如何保證網(wǎng)上交易的有效性、機(jī)密性、完整性、可靠性和不可否認(rèn)性是電子商務(wù)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

一、電子商務(wù)的安全性需求

目前，電子商務(wù)普遍存在信息在傳輸過程中被竊取、被篡改、偽造電子郵件干擾正常交易、假冒他人身份、抵賴已經(jīng)發(fā)生的業(yè)務(wù)等多種安全隱患。針對(duì)這些安全威脅，電子商務(wù)安全性要求應(yīng)包括以下幾個(gè)方面。

1.保密性。電子商務(wù)作為貿(mào)易的一種手段，其信息直接代表著個(gè)人、企業(yè)或國(guó)家的商業(yè)機(jī)密，因此，必須保證數(shù)據(jù)不被非授權(quán)方非法訪問，加密的信息不會(huì)被破譯。保密性又主要分為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)保密性和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)谋Ｃ苄浴?/p>

2.完整性。保證電子交易過程中所有存儲(chǔ)和管理的信息不被非法篡改，保證目的信息和源信息相一致。保護(hù)電子支付完整性的主要途徑有:協(xié)議、糾錯(cuò)編碼方法、密碼校驗(yàn)、數(shù)字簽名、公證等。

3.有效性。有效防止延遲和拒絕服務(wù)情況的發(fā)生，保證交易數(shù)據(jù)在確定的時(shí)刻、確定的地點(diǎn)是真實(shí)、有效的。

4.可靠性。保證合法用戶對(duì)信息和資源的使用不會(huì)被不正當(dāng)?shù)鼐芙^。電子支付系統(tǒng)通過提供對(duì)用戶身份的鑒別方法，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)用戶身份的有效確認(rèn)，確保用戶身份信息的合法、可靠。

5.不可抵賴性。通過建立有效的責(zé)任機(jī)制，使得交易雙方對(duì)于自己已經(jīng)發(fā)送或者接收的數(shù)據(jù)不能事后否認(rèn)，從而有效防止支付欺詐行為的發(fā)生。

6.可控性。交易發(fā)生的整個(gè)過程都是可控的，有明確的責(zé)權(quán)關(guān)系和相互制約關(guān)系，能夠切實(shí)保障各方利益不受損害。

二、數(shù)字簽名技術(shù)及其原理

在電子商務(wù)活動(dòng)中，如何鑒別交易伙伴身份、確定合同、契約和單據(jù)的可靠性是十分關(guān)鍵的問題。這就出現(xiàn)了數(shù)據(jù)真實(shí)性認(rèn)證問題，數(shù)字簽名技術(shù)也就應(yīng)運(yùn)而生了。

數(shù)字簽名是用來保證信息傳輸過程中信息的完整性、私有性和不可抵賴性，是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上交易安全的核心技術(shù)之一，在信息安全，包括身份認(rèn)證、數(shù)據(jù)完整性、不可否認(rèn)性以及匿名性等方面有重要應(yīng)用，特別是在大型網(wǎng)絡(luò)安全通信中的密鑰分配、認(rèn)證以及電子商務(wù)系統(tǒng)中都具有重要作用。

1.數(shù)字簽名的概念。數(shù)字簽名(Digital Signatures)，就是通過某種密碼運(yùn)算生成一系列符號(hào)及代碼組成電子密碼進(jìn)行簽名。數(shù)字簽名是目前電子商務(wù)、電子政務(wù)中應(yīng)用最普遍、技術(shù)最成熟、可操作性最強(qiáng)的一種電子簽名方法。它采用了規(guī)范化的程序和科學(xué)化的方法，用于鑒定簽名人身份以及對(duì)一項(xiàng)電子數(shù)據(jù)內(nèi)容的認(rèn)可。它還能驗(yàn)證出文件的原文在傳輸過程中有無變動(dòng)，確保傳輸電子文件的完整性、真實(shí)性、和不可抵賴性。

在ISO7498-2標(biāo)準(zhǔn)中，數(shù)字簽名被定義為“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)和變換允許數(shù)據(jù)單元的接收者用以確認(rèn)數(shù)據(jù)單元來源和數(shù)據(jù)單元的完整性，并保護(hù)數(shù)據(jù)，防止被進(jìn)行偽造。美國(guó)電子簽名標(biāo)準(zhǔn)對(duì)數(shù)字簽名作了如下解釋:利用一套規(guī)則和一個(gè)參數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算得到結(jié)果，用此結(jié)果能夠確認(rèn)簽名者的身份和數(shù)據(jù)的完整性。

按上述定義，PKI(Public Key Infrastruction，公鑰基礎(chǔ)設(shè)施)可以提供數(shù)據(jù)單元的密碼變換，并能使接收者判斷數(shù)據(jù)來源及對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。

2.數(shù)字簽名技術(shù)原理。首先發(fā)送方對(duì)信息施以數(shù)學(xué)變換，所得的信息與原信息唯一對(duì)應(yīng);在接收方進(jìn)行逆變換，得到原始信息。只要數(shù)學(xué)變換方法優(yōu)良，變換后的信息在傳輸中就具有很強(qiáng)的安全性，很難被破譯、篡改。這一過程稱為加密，對(duì)應(yīng)的反變換過程稱為解密。

現(xiàn)在有兩類不同的加密技術(shù)，一類是對(duì)稱加密，雙方具有共享的密鑰，只有在雙方都知道密鑰的情況下才能使用。另一類是非對(duì)稱加密，也稱為公開密鑰加密，密鑰是由公開密鑰和私有密鑰組成的密鑰對(duì)，用私有密鑰進(jìn)行加密，利用公開密鑰可以進(jìn)行解密，但是由于公開密鑰無法推算出私有密鑰，所以公開的密鑰并不會(huì)損害私有密鑰的安全，公開密鑰無需保密，可以公開傳播，而私有密鑰必須保密，丟失時(shí)需要報(bào)告鑒定中心。

目前的數(shù)字簽名技術(shù)采用的就是這種公鑰密碼技術(shù)。即利用兩個(gè)足夠大的質(zhì)數(shù)與被加密原文相乘產(chǎn)生的積來加/解密。這兩個(gè)質(zhì)數(shù)無論是用哪一個(gè)與被加密的原文相乘(模乘)，即對(duì)原文件加密，均可由另一個(gè)質(zhì)數(shù)再相乘來進(jìn)行解密。但是，若想用這個(gè)乘積來求出另一個(gè)質(zhì)數(shù)，就要對(duì)大數(shù)進(jìn)行質(zhì)因子分解，分解一個(gè)大數(shù)的質(zhì)因子是十分困難的，若選用的質(zhì)數(shù)足夠大，這種求解幾乎是不可能的。因此，將這兩個(gè)質(zhì)數(shù)稱為密鑰對(duì)，其中一個(gè)采用私密的安全介質(zhì)保密存儲(chǔ)起來，應(yīng)不對(duì)任何外人泄露，簡(jiǎn)稱為“私鑰”;另一個(gè)密鑰可以公開發(fā)表，用數(shù)字證書的方式發(fā)布在稱之為“網(wǎng)上黃頁(yè)”的目錄服務(wù)器上，用LDAP協(xié)議進(jìn)行查詢，也可在網(wǎng)上請(qǐng)對(duì)方發(fā)送信息時(shí)主動(dòng)將該公鑰證書傳送給對(duì)方，這個(gè)密鑰稱之為“公鑰”。

公鑰密碼體制下的數(shù)字簽名技術(shù)實(shí)際上是通過一個(gè)單向Hash函數(shù)[4]來實(shí)現(xiàn)的。信息的發(fā)送方從信息文本中生成一個(gè)128位的散列值(或消息摘要)。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)字簽名將作為信息的附件和信息一起發(fā)送給信息的接收方。信息的接收方首先從接收到的原始信息中計(jì)算出128位的散列值(消息摘要)，接著再用發(fā)送方的公用密鑰來對(duì)信息附加的數(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。

三、數(shù)字簽名技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法

1.數(shù)字簽名方法。建立在公開密鑰體系基礎(chǔ)上的數(shù)字簽名方法有很多，RSA簽名、DSS簽名及Hash簽名等。其中Hash簽名是目前電子商務(wù)安全中最主要的數(shù)字簽名方法。

Hash簽名[4]也稱之為數(shù)字摘要法(Digital Digest)或數(shù)字指紋法(Digital Finger Print)。該數(shù)字簽名方法是將數(shù)字簽名與要發(fā)送的信息緊密聯(lián)系在一起，它更適合于電子商務(wù)活動(dòng)。將一個(gè)商務(wù)合同的個(gè)體內(nèi)容與簽名結(jié)合在一起，比合同和簽名分開傳遞，更增加了可信度和安全性。數(shù)字摘要加密方法亦稱安全Hash編碼法(SHA:Secure Hash Algorithm)或MD5(MD Standard For Message Digest)，由RonRivest所設(shè)計(jì)。該編碼法采用單向Hash函數(shù)將需加密的明文“摘要”成一串128bit的密文，這一串密文亦稱為數(shù)字指紋(Finger Print)，它有固定的長(zhǎng)度，且不同的明文摘要必定一致。這樣這串摘要使可成為驗(yàn)證明文是否是“真身”的“指紋”了。

2.數(shù)字簽名的文件傳輸過程。只有加入數(shù)字簽名及驗(yàn)證的文件才能真正實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上的安全傳輸。其傳輸過程如下:

(1)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)送方的私有密鑰對(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。(2)發(fā)送方選擇一個(gè)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)浇邮辗健?3)發(fā)送方用接收方的公開密鑰對(duì)秘密密鑰進(jìn)行加密，并通過網(wǎng)絡(luò)把加密后的秘密密鑰傳輸?shù)浇邮辗健?4)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。(5)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。(6)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。(7)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)來自聲稱的發(fā)送方。鑒于私鑰只有發(fā)送方自己保存，他人無法做一樣的數(shù)字簽名，因此他不能否認(rèn)他參與了交易。

四、數(shù)字簽名技術(shù)在電子商務(wù)中的應(yīng)用

將數(shù)字簽名技術(shù)應(yīng)用于電子商務(wù)中，可以有效解決數(shù)據(jù)的否認(rèn)、偽造、篡改及冒充等問題，其主要用途有三個(gè)方面:

1.驗(yàn)證數(shù)據(jù)的完整性。這個(gè)功能能保證信息自簽發(fā)后到收到為止沒有做任何修改。因?yàn)楫?dāng)兩條信息摘要完全相同時(shí)，可以確信這兩條信息的內(nèi)容完全一樣。因此，可以通過將信息發(fā)送前生成的信息摘要與接收后生成的信息摘要進(jìn)行對(duì)比，來判斷信息在傳輸過程中是否被篡改或改變。由于信息摘要在發(fā)送之前，發(fā)送方使用私鑰進(jìn)行加密，其他人要生成相同加密的信息摘要幾乎不可能，于是，接受方收到信息后，可以使用相同的函數(shù)變換，重新生成—個(gè)新的信息摘要，將接收到的信息摘要解密，然后進(jìn)行對(duì)比，從而驗(yàn)證信息的完整性。

2.驗(yàn)證簽名者的身份。此功能證明信息是由簽名者發(fā)送的。因?yàn)閿?shù)字簽名中，是使用公開密鑰加密算法，信息發(fā)送方是使用自己的私鑰對(duì)發(fā)送的信息進(jìn)行加密的，只有持有私鑰的人才能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行簽名，所以只要密鑰沒有被竊取，就可以肯定該數(shù)據(jù)是用戶簽發(fā)的。信息接收方可以使用發(fā)送方的公鑰對(duì)接受到的信息進(jìn)行解密，因而，接收方一旦解密成功，就完全可以確認(rèn)信息是由發(fā)送方發(fā)送的，同時(shí)也證實(shí)了信息發(fā)送方的身份。

3.防止交易中的抵賴行為。當(dāng)交易中出現(xiàn)抵賴行為時(shí)，信息接收方可以將加了數(shù)字簽名的信息提供給認(rèn)證方，由于帶有數(shù)字簽名的信息是由發(fā)送方的私鑰加密生成的，其他任何人不可能產(chǎn)生這種信息，而發(fā)送方的公鑰是公開的，任何人都可以獲得他的公鑰對(duì)信息解密。這樣認(rèn)證方可以使用公鑰對(duì)接收方提供的信息解密，從而可以判斷發(fā)送方是否出現(xiàn)抵賴行為。

數(shù)字簽名技術(shù)具有良好的防偽造、防篡改、防拒認(rèn)的功能，在電子商務(wù)領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)意義上簽名的功能，已經(jīng)成為保障電子商務(wù)安全交易的關(guān)鍵技術(shù)之一。

五、結(jié)束語

數(shù)字簽名技術(shù)在電子商務(wù)活動(dòng)中能有效解決否認(rèn)、偽造、篡改及冒充等問題，但電子商務(wù)安全問題不僅僅是技術(shù)問題，還涉及到法律、道德、管理等諸多方面的因素。毫無疑問，隨著電子商務(wù)的蓬勃發(fā)展，數(shù)字簽名技術(shù)也將不斷成熟，為商務(wù)活動(dòng)和人們的生活提供可靠、便利的服務(wù)。然而，我國(guó)數(shù)字簽名技術(shù)的研究和應(yīng)用才剛剛起步，與國(guó)際先進(jìn)水平還有一定差距。在數(shù)字簽名技術(shù)的應(yīng)用過程中不可避免地會(huì)帶來一些問題，需要進(jìn)一步加以解決。目前，還沒有一種電子商務(wù)安全的完整解決方案和完整模型與體系結(jié)構(gòu)，我們離安全電子商務(wù)還有一段很長(zhǎng)的距離，所以，需要不斷地研究探索，從而逐步完善電子商務(wù)系統(tǒng)的安全機(jī)制，有力推動(dòng)電子商務(wù)以及其他網(wǎng)上業(yè)務(wù)的發(fā)展。

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