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      電子商務數字技術管理

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      電子商務數字技術管理

      [摘要]本文從數字簽名技術的概念、原理、公鑰密碼技術原理出發,詳細介紹了數字簽名技術的實現方法以及數字簽名技術在電子商務安全系統中的重要作用。

      [關鍵詞]數字簽名PKI公鑰私鑰數字摘要Hash函數

      一、引言

      電子商務是伴隨著網絡信息技術的發展和計算機應用的普及而產生的一種新型的商務交易形式。這種新型的國際貿易方式以其特有的優勢(成本低、易于參與、對需求反映迅速等),已被愈來愈多的國家及不同行業所接受和使用。然而,在電子商務中一個最重要問題就是確保交易安全,為了確保數據傳輸安全及交易安全,不得不采取一系列的的安全技術,如加密技術、數字簽名、身份認證、密鑰管理、防火墻、安全協議等。本文就數字簽名技術作了較深刻探討,并給出了該技術的實現方法。

      數字簽名是電子商務安全系統的核心技術,在信息安全,包括身份認證、數據完整性、不可否認性以及匿名性等方面有重要應用,特別是在大型網絡安全通信中的密鑰分配、認證以及電子商務系統中具有重要作用。

      二、數字簽名的概念

      所謂數字簽名就是通過某種密碼運算生成一系列符號及代碼組成電子密碼進行簽名,來代替書寫簽名或印章,對于這種電子式的簽名還可進行技術驗證,其驗證的準確度是一般手工簽名和圖章驗證無法比擬的。數字簽名是目前電子商務、電子政務中應用最普遍、技術最成熟的、可操作性最強的一種電子簽名方法。它采用了規范化的程序和科學化的方法,用于鑒定簽名人身份以及對一項電子數據內容的認可。它還能驗證出文件的原文在傳輸過程中有無變動,確保傳輸電子文件的完整性、真實性、和不可抵賴性。

      數字簽名在ISO7498-2標準中定義為“附加在數據單元上的一些數據,或是對數據單元所作的密碼變換,這種數據和變換允許數據單元的接收者用以確認數據單元來源和數據單元的完整性,并保護數據,防止被進行偽造。美國電子簽名標準對數字簽名作了如下解釋:利用一套規則和一個參數對數據進行計算得到結果,用此結果能夠確認簽名者的身份和數據的完整性。按上述定義PKI(PublicKeyInfrastruction公鑰基礎設施)可以提供數據單元的密碼變換,并能使接收者判斷數據來源及對數據進行驗證。

      三、數字簽名的原理

      該技術在具體工作時,首先發送方對信息施以數學變換,所得的信息與原信息唯一對應;在接收方進行逆變換,得到原始信息。只要數學變換方法優良,變換后的信息在傳輸中就具有很強的安全性,很難被破譯、篡改。這一過程稱為加密,對應的反變換過程稱為解密。

      現在有兩類不同的加密技術,一類是對稱加密,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,通常應用于孤立的環境之中,比如在使用自動取款機(ATM)時,用戶需要輸入用戶識別碼(PIN),銀行確認這個號碼后,雙方在獲得密碼的基礎上進行交易,如果用戶數目過多,超過了可以管理的范圍時,這種機制并不可靠。

      另一類是非對稱加密,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,用私有密鑰進行加密,利用公開密鑰可以進行解密,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,丟失時需要報告鑒定中心。

      四、公鑰密碼技術原理

      目前的數字簽名技術采用的就是這種公鑰密碼技術。即利用兩個足夠大的質數與被加密原文相乘產生的積來加/解密。這兩個質數無論是用哪一個與被加密的原文相乘(模乘),即對原文件加密,均可由另一個質數再相乘來進行解密。但是,若想用這個乘積來求出另一個質數,就要對大數進行質因子分解,分解一個大數的質因子是十分困難的,若選用的質數足夠大,這種求解幾乎是不可能的。因此,將這兩個質數稱為密鑰對,其中一個采用私密的安全介質保密存儲起來,應不對任何外人泄露,簡稱為“私鑰”;另一個密鑰可以公開發表,用數字證書的方式在稱之為“網上黃頁”的目錄服務器上,用LDAP協議進行查詢,也可在網上請對方發送信息時主動將該公鑰證書傳送給對方,這個密鑰稱之為“公鑰”。

      公鑰密碼體制下的數字簽名技術實際上是通過一個單向Hash函數來實現的。信息的發送方從信息文本中生成一個128位的散列值(或消息摘要)。發送方用自己的私人密鑰對這個散列值進行加密形成發送方的數字簽名。然后,這個數字簽名將作為信息的附件和信息一起發送給信息的接收方。信息的接收方首先從接收到的原始信息中計算出128位的散列值(消息摘要),接著再用發送方的公用密鑰來對信息附加的數字簽名進行解密。如果兩個散列值相同,那么接收方就能確認該數字簽名是發送方的。

      五、數字簽名技術的實現方法

      建立在公鑰密碼基礎上的數字簽名方法有很多,RSA簽名、DSS簽名及Hash簽名等。其中Hash簽名是目前電子商務安全中最主要的數字簽名方法。下面我們就Hash簽名的詳細過程進行分析。

      Hash簽名也稱之為數字摘要法(DigitalDigest)或數字指紋法(DigitalFingerPrint)。該數字簽名方法是將數字簽名與要發送的信息緊密聯系在一起,它更適合于電子商務活動。將一個商務合同的個體內容與簽名結合在一起,比合同和簽名分開傳遞,更增加了可信度和安全性。數字摘要加密方法亦稱安全Hash編碼法(SHA:SecureHashAlgorithm)或MD5(MDStandardForMessageDigest),由RonRivest所設計。該編碼法采用單向Hash函數將需加密的明文“摘要”成一串128bit的密文,這一串密文亦稱為數字指紋(FingerPrint),它有固定的長度,且不同的明文摘要必定一致。這樣這串摘要使可成為驗證明文是否是“真身”的“指紋”了。

      只有加入數字簽名及驗證才能真正實現在公開網絡上的安全傳輸。加入數字簽名和驗證的文件傳輸過程如下:

      1.方首先用哈希函數從原文得到數字簽名,然后采用公開密鑰體系用發達方的私有密鑰對數字簽名進行加密,并把加密后的數字簽名附加在要發送的原文后面。

      2.發送方選擇一個密鑰對文件進行加密,并把加密后的文件通過網絡傳輸到接收方。

      3.發送方用接收方的公開密鑰對密秘密鑰進行加密,并通過網絡把加密后的秘密密鑰傳輸到接收方。

      4.接受方使用自己的私有密鑰對密鑰信息進行解密,得到秘密密鑰的明文。

      5.接收方用秘密密鑰對文件進行解密,得到經過加密的數字簽名。

      6.接收方用發送方的公開密鑰對數字簽名進行解密,得到數字簽名的明文。

      7.接收方用得到的明文和哈希函數重新計算數字簽名,并與解密后的數字簽名進行對比。如果兩個數字簽名是相同的,說明文件在傳輸過程中沒有被破壞。

      數字簽名的實現過程如下:

      如果第三方冒充發送方發出了一個文件,因為接收方在對數字簽名進行解密時使用的是發送方的公開密鑰,只要第三方不知道發送方的私有密鑰,解密出來的數字簽名和經過計算的數字簽名必然是不相同的。這就提供了一個安全的確認發送方身份的方法。

      安全的數字簽名使接收方可以得到保證:文件確實來自聲稱的發送方。鑒于簽名私鑰只有發送方自己保存,他人無法做一樣的數字簽名,因此他不能否認他參與了交易。

      數字簽名的加密解密過程和私有密鑰的加密解密過程雖然都使用公開密鑰體系,但實現的過程正好相反,使用的密鑰對也不同。數字簽名使用的是發送方的密鑰對,發送方用自己的私有密鑰進行加密,接收方用發送方的公開密鑰進行解密。這是一個一對多的關系:任何擁有發送方公開密鑰的人都可以驗證數字簽名的正確性,而私有密鑰的加密解密則使用的是接收方的密鑰對,這是多對一的關系:任何知道接收方公開密鑰的人都可以向接收方發送加密信息,只有唯一擁有接收方私有密鑰的人才能對信息解密。在實用過程中,通常一個用戶擁有兩個密鑰對,一個密鑰對用來對數字簽名進行加密解密,一個密鑰對用來對私有密鑰進行加密解密。這種方式提供了更高的安全性。

      六、結束語

      數字簽名在電子商務活動中有效解決否認、偽造、篡改及冒充等問題。然而,我國數字簽名技術的研究和應用剛剛起步,與國際先進水平有一定差距。在數字簽名的引入過程中不可避免地會帶來一些問題,需要進一步加以解決,數字簽名需要相關法律條文的支持。如需要立法機構對數字簽名技術有足夠的重視,并且在立法上加快腳步,制定有關法律,以充分實現數字簽名具有的特殊鑒別作用,有力推動電子商務以及其他網上事務的發展。

      隨著電子商務的蓬勃發展,數字簽名技術也將不斷成熟,為商務活動和人們的生活提供可靠、便利的服務。

      參考文獻:

      [1]劉亞松:電子商務概論.機械工業出版社,2005.9

      [2]肖德琴:電子商務安全保密技術與應用.華南理工大學出版社,2005.1

      [3]管有慶等:電子商務安全技術.北京郵電大學出版社,2005.11

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