數(shù)字簽名與消息認(rèn)證(編輯修改稿)
2025-06-14 02:11 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 用很多辦法構(gòu)造 Hash函數(shù)，但使用最多的是迭代型結(jié)構(gòu)，著名的 MD SHA1等都是基于迭代型的。如圖 103所示。 第 10章 數(shù)字簽名與消息認(rèn)證 D o c u m e n t P a d LB l o c k 15 1 2 b i tB l o c k 25 1 2 b i tB l o c k N5 1 2 b i tHash M D 5 / S H A 1 H a s h F u n c t i o n??Hash M D 5 / S H A 1 H a s h F u n c t i o nHash M D 5 / S H A 1 H a s h F u n c t i o nIVN 5 1 2 b i tI VH a s h1 2 8 / 1 6 0 b i t I n i t i a l i z a t i o n V e c t o r1 2 8 / 1 6 0 b i t H a s h V a l u eP a dLP a d d i n g6 4 b i t D o c u m e n t L e n g t h圖 103 用迭代方法構(gòu)造 Hash函數(shù)示意圖 第 10章 數(shù)字簽名與消息認(rèn)證 函數(shù)的輸入 M被分為 L個(gè)分組 Y0， Y1， … ， YL1，每一個(gè)分組的長(zhǎng)度為 b比特，最后一個(gè)分組的長(zhǎng)度如果不夠的話(huà)，需對(duì)其做填充。最后一個(gè)分組中還包括整個(gè)函數(shù)輸入的長(zhǎng)度值，這樣一來(lái)，將使得敵手的攻擊更為困難，即敵手若想成功地產(chǎn)生假冒消息，就必須保證假冒消息的雜湊值與原消息的雜湊值相同，而且假冒消息的長(zhǎng)度也要與原消息的長(zhǎng)度相等。 算法中重復(fù)使用一壓縮函數(shù) f， f的輸入有兩項(xiàng)，一項(xiàng)是上一輪 (第 i1輪 )輸出，另一項(xiàng)是算法在本輪 (第 i輪 )的 b比特輸入分組 Yi。 f的輸出又作為下一輪的輸入。算法開(kāi)始時(shí)還需指定一個(gè)初值 IV，最后一輪 n比特輸出即為最終產(chǎn)生的雜湊值。通常有 bn，因此稱(chēng)函數(shù) f為壓縮函數(shù)。算法的核心就是設(shè)計(jì)無(wú)碰撞的壓縮函數(shù) f。 第 10章 數(shù)字簽名與消息認(rèn)證 Hash函數(shù)的安全性 對(duì) Hash函數(shù)的攻擊就是想辦法找出碰撞，相關(guān)攻擊方法主要有生日攻擊、中途相遇攻擊、修正分組攻擊和差分分析攻擊等。 MD5和 SHA1算法都已經(jīng)被攻破，中國(guó)密碼學(xué)者王小云在這方面做出了很優(yōu)秀的研究成果。開(kāi)發(fā)人員應(yīng)該使用更為安全的 SHA2(SHA25 SHA512)算法，研究人員目前已經(jīng)開(kāi)始討論設(shè)計(jì)更安全的新 Hash函數(shù) SHA3， 2021年篩選出了 Blas233。、JH、 Grostl、 Keccak和 Skein共 5個(gè)候選算法，年終將決定 SHA3算法。 第 10章 數(shù)字簽名與消息認(rèn)證 消 息 認(rèn) 證 消息認(rèn)證與消息認(rèn)證碼 消息認(rèn)證是指驗(yàn)證者驗(yàn)證所接收到的消息是否確實(shí)來(lái)自真正的發(fā)送方，并且消息在傳送中沒(méi)被修改的過(guò)程。消息認(rèn)證是抗擊偽裝、內(nèi)容篡改、序號(hào)篡改、計(jì)時(shí)篡改和信源抵賴(lài)的有效方法。 第 10章 數(shù)字簽名與消息認(rèn)證 加密技術(shù)可用來(lái)實(shí)現(xiàn)消息認(rèn)證。假如使用對(duì)稱(chēng)加密方法，那么接收方可以肯定發(fā)送方創(chuàng)建了相關(guān)加密的消息，因?yàn)橹挥惺瞻l(fā)雙方才有對(duì)應(yīng)的密鑰，并且如果消息本身具有一定結(jié)構(gòu)、冗余或校驗(yàn)和的話(huà)，那么接受者很容易發(fā)現(xiàn)消息在傳送中是否被修改。假如使用公鑰加密技術(shù)，則接收者不能確定消息來(lái)源，因?yàn)槿魏稳硕贾澜邮照叩墓€，但這種技術(shù)可以確保只有預(yù)定的接收者才能接收信息。 數(shù)字簽名也可用來(lái)實(shí)現(xiàn)消息認(rèn)證。驗(yàn)證者對(duì)簽名后的數(shù)據(jù)不僅能確定消息來(lái)源，而且可以向第三方證明其真實(shí)性，因而還能防止信源抵賴(lài)。 第 10章 數(shù)字簽名與消息認(rèn)證 消息認(rèn)證更為簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)方法是利用消息認(rèn)證碼。 消息認(rèn)證碼 (MAC)也稱(chēng)密碼校驗(yàn)和，是指消息被一密鑰控制的公開(kāi)單向函數(shù)作用后，產(chǎn)生的固定長(zhǎng)度的數(shù)值，即 MAC=CK(M)。 如圖 104所示，假設(shè)通信雙方 A和 B共享一密鑰 K，A欲發(fā)送給 B的消息是 M， A首先計(jì)算 MAC=CK(M)，其中 CK()是密鑰控制的公開(kāi)單向函數(shù)，然后向 B發(fā)送M‖MAC， B收到后做與 A相同的計(jì)算，求得一新 MAC，并與收到的 MAC做比較，如果 B計(jì)算得到的 MAC與接收到的 MAC一致，則： 第 10章 數(shù)字簽名與消息認(rèn)證
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