陳余良

湖南警察學(xué)院,湖南長沙 410138

0 引言

如今計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)普及到各個領(lǐng)域中，而各領(lǐng)域?qū)τ诰W(wǎng)絡(luò)的安全性都十分重視，作為網(wǎng)絡(luò)信息安全的核心技術(shù)之一，數(shù)字簽名技術(shù)能夠確定發(fā)送者的身份。

所謂的“數(shù)字簽名”指的是一些附加在數(shù)據(jù)單元上的數(shù)據(jù)或?qū)?shù)據(jù)單元所作的密碼變換，通常來說，這些數(shù)據(jù)用來進(jìn)行數(shù)據(jù)單元的來源及其完整性的確定并對數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，防止其遭到偽造。

通常來說，數(shù)字簽名的獲取可以通過如下方式，即基于公鑰密碼體制和私鑰密碼體制，其中基于公鑰密碼體制的數(shù)字簽名用的較多。

如今，數(shù)字簽名己經(jīng)在商業(yè)、金融、軍事等多個領(lǐng)域得到了廣泛地應(yīng)用，特別對于電子郵件、電子商務(wù)及電子政務(wù)等領(lǐng)域來說，其應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)成熟。

1 在電子郵件及數(shù)據(jù)交換方面的應(yīng)用

如今，應(yīng)用數(shù)字簽名技術(shù)的郵件標(biāo)準(zhǔn)主要有S/MIME和PEM。其中，安全電子郵件所提供的郵件都經(jīng)過了加密及其簽名，通過公鑰算法實現(xiàn)對用戶所簽名郵件的保護(hù)，防止這些郵件被篡改，這些經(jīng)過加密的郵件只能由郵件接收者閱讀，而接受者以外的任何人，甚至是發(fā)送者都無法獲取其內(nèi)容。

在進(jìn)行安全電子郵件的使用前首先要先進(jìn)行兩個安全證書的申請，可在證書頒發(fā)機(jī)構(gòu)處或其他使用標(biāo)準(zhǔn)證頒發(fā)機(jī)構(gòu)進(jìn)行申請。若需要經(jīng)常性使用，則需要進(jìn)行一個長期有效證書的申請，而用戶需進(jìn)行身份證明，還要繳納相應(yīng)的費(fèi)用。用戶申請數(shù)字證書成功后將會獲得一對相應(yīng)的公私密鑰。此密鑰對只能存儲在用戶本地的PC之中。

如果要進(jìn)行AIMC安全郵件服務(wù)的使用時，還需將其導(dǎo)入到AIMC中才行。通常來說，可以通過兩步將其導(dǎo)入，首先，用戶將密鑰對導(dǎo)出并以PKCS #12格式進(jìn)行保存。然后，用戶將所導(dǎo)出的文件利用瀏覽器將其導(dǎo)入WebMail中去。

當(dāng)電子郵件軟件使用私鑰加密的郵件，且在郵件中進(jìn)行簽名PKCS#7Signature的添加時，此簽名就囊括了用戶的證書，就會驗證郵件的簽名。若接收者所采用的郵件工具支持S/MIME時，驗證簽名就需驗證證書鏈，這需以已頒發(fā)的S/MIME證書的CA的證書為依據(jù)，因此用戶首先必須將根證書發(fā)送給別人并確保其安裝成功，否則經(jīng)過簽名的郵件將無法通過驗證。

這時，當(dāng)接收者接收到簽名郵件后，可以查看郵件的屬性并看到用戶證書，并成功將用戶證書添加到其地址欄中，并綁定到其中的郵件地址。這樣即實現(xiàn)了加密郵件的發(fā)送和接收了。

2 在電子商務(wù)中的應(yīng)用

安全電子交易，SET（Secure Electronic Transaction），為消費(fèi)者、商家及其銀行提供了相互間的認(rèn)證，并保證了所交易數(shù)據(jù)的完整性、安全性及其交易的不可否認(rèn)性，保障了消費(fèi)者的隱私不被泄露。

SET如今己成為最為流行和通用的一種安全電子商務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，其所應(yīng)用的核心技術(shù)主要包括了公開秘密加密、數(shù)字簽名、數(shù)字證書及數(shù)字信封等。SET協(xié)議的流程如下圖所示：

圖1 SET協(xié)議流程

3 在遠(yuǎn)程控制中的應(yīng)用

在遠(yuǎn)程控制這一應(yīng)用環(huán)境中，數(shù)據(jù)機(jī)密性通常不是最主要的安全問題，最主要的問題是數(shù)據(jù)的完整性及其數(shù)據(jù)源的不可抵賴性。通常來說，遠(yuǎn)程管理需實現(xiàn)如下兩個方面的內(nèi)容：

一是合法用戶才可管理系統(tǒng)；二是確保管理配置信息不會被篡改。通常來說，數(shù)字簽名的應(yīng)用可以很好的解決這兩方面的問題。

在遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)中，數(shù)字簽名應(yīng)用的過程如下：首先，先在遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)的客戶端管理信息的摘要，然后通過管理員私鑰進(jìn)行管理信息的摘要的簽名。然后以管理信息敏感程度為依據(jù)，選擇是否進(jìn)行管理信息自身的加密。最后將管理信息及其簽名一同發(fā)送到遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)相應(yīng)的服務(wù)器端。待其執(zhí)行完管理指令后再進(jìn)行管理結(jié)果的簽名，將管理指令的執(zhí)行結(jié)果及其結(jié)果簽名一并發(fā)給管理員。

通常來說，數(shù)字簽名技術(shù)都是配合數(shù)字證書進(jìn)行應(yīng)用的。數(shù)字證書指的是根據(jù)公認(rèn)的第三方權(quán)威機(jī)構(gòu)所頒發(fā)的能夠在網(wǎng)絡(luò)通信中進(jìn)行使用的以標(biāo)識進(jìn)行通信雙方身份數(shù)字相關(guān)信息的集合。

其不僅包括最基本的身份信息，還包括了證書持有者的公鑰，以實現(xiàn)對此公鑰相匹配的私鑰加密信息的解密。所以，應(yīng)當(dāng)確保遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)服務(wù)器端保存有管理員相應(yīng)的證書。

4 在電子政務(wù)中的應(yīng)用

作為電子政務(wù)的安全基礎(chǔ)，數(shù)字簽名廣泛應(yīng)用于該領(lǐng)域的各個方面，一下重點(diǎn)就集中比較常用的簽名進(jìn)行介紹。

4.1 門限簽名

門限簽名主要應(yīng)用于電子政務(wù)中電子公文批示的實現(xiàn)過程中。例如某人需要向決策機(jī)構(gòu)提出申請M并請求批示。

對于委員會成員而言，其由n個成員所組成，而根據(jù)規(guī)定只有超過t個成員同意才可批準(zhǔn)此報告。

先對委員會成員進(jìn)行組群，并通過CA進(jìn)行密匙（S_V）的分發(fā)，同時將（c；，b；）發(fā)送至簽名合成者C。后通過電子政務(wù)中轉(zhuǎn)發(fā)文件的相應(yīng)機(jī)構(gòu)將申請M通過各委員的公鑰進(jìn)行加密，然后將Ek，（M）發(fā)給各個委員，通過其各自的私鑰解密獲得消息從審閱申請。

若同意按之前制定好的門限簽名方法進(jìn)行簽名，（Y，V），則將簽名后的信息發(fā)至簽名合成者C，由其進(jìn)行消息簽名的合成。若已達(dá)規(guī)定人數(shù)t，則可生成正確簽名；若不到規(guī)定人數(shù)則無法通過。

最終將所得結(jié)果轉(zhuǎn)交至申請者，申請者即可向其它相關(guān)部門進(jìn)行簽名有效性的驗證，并最終實現(xiàn)自己的目的。其中所有工作基本都是借助于網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)的，無論委員身在何方都可及時獲得消息，因而很大程度上避免了文件轉(zhuǎn)交時可能會出現(xiàn)的延遲和泄密等情況。

同時，還可確保委員在無干擾情況下進(jìn)行問題的研究，因而確保了決定的客觀性。門限簽名對于實現(xiàn)政府機(jī)構(gòu)權(quán)力的分割及辦事效率方面都有相當(dāng)重要的意義。

4.2 電子投票

此外，通過數(shù)字簽名技術(shù)的應(yīng)用，還可實現(xiàn)電子政務(wù)信息系統(tǒng)的電子投票過程，這樣，投票人無論身在何方，都可方便地進(jìn)行投票，還可節(jié)約時間，確保整個過程的安全性。

投票過程如下：

1）首先進(jìn)行注冊，投票者先將選票內(nèi)容盲化，同時連同自己身份一同傳給投票管理中心；

2）進(jìn)行簽名，管理中心對投票者的身份進(jìn)行驗證且看其是否己投票，若已投票則拒絕進(jìn)行簽名；若身份合法且首次投票，則對盲化消息先進(jìn)行簽名，并將其傳送給投票人；

3）投票者從盲簽名處得到更多真實消息的簽名至后，進(jìn)行自認(rèn)為安全的選票的構(gòu)造并將其傳送給計票人；

4）計票人收到選票之后將編號進(jìn)行公開；

5）投票者以公開選票為依據(jù)，了解自己的選票是否得到了正確的計入，若發(fā)現(xiàn)選票未公開可提出自己的質(zhì)疑；

6）若投票人沒有異議，則可將真實的選舉內(nèi)容及秘密參數(shù)發(fā)給計票人進(jìn)行驗證。托數(shù)據(jù)和計票人收到并同所公開的相關(guān)數(shù)據(jù)相一致，則將其視為合法的選票。最后通過計票人進(jìn)行選票最終結(jié)果的公開。

5 結(jié)論

除了上述領(lǐng)域之外，數(shù)字簽名還應(yīng)用到了訪問控制、軟件驗證及病毒檢測等相關(guān)領(lǐng)域的不同方面。

總之，隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字簽名技術(shù)的應(yīng)用將會得到更加廣泛地應(yīng)用，屆時甚至可能成為人們的第二身份證，那時將會發(fā)揮更加重要的作用。

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