支付系列【2】 支付安全之签名

信息摘要

信息摘要就是一段数据的特征信息，当数据发生改变，信息摘要也会发生改变，发送方会将数据和信息摘要一起传给接收方，接收方会根据接收到的数据重新生成一个信息摘要，若此摘要和接收到的摘要相同，则说明数据正确。

信息摘要原数据通过某个算法生成一个固定长度的单向Hash散列值。

• 固定长度：不论原文内容多大，其生成的信息摘要都是固定长度的。
• 不可重：任何不同的输入数据，都会产生不同的信息摘要。
• 单向性：只能由数据生成信息摘要，不能由信息摘要还原数据。

摘要算法

摘要算法又称哈希算法、散列算法。通过哈希函数，计算出数据的哈希值。

常用的算法如下；

• MD：消息摘要算法
• SHA：安全散列算法
• Mac：消息认证码算法

算法	输出长度（位）	输出长度（字节）
SM3	256 bits	32 bytes
MD5	128 bits	16 bytes
SHA-1	160 bits	20 bytes
RipeMD-160	160 bits	20 bytes
SHA-256	256 bits	32 bytes
SHA-512	512 bits	64 bytes

数据完整性

可以使用信息摘要保证数据完整性，防止被篡改。

工作流程：

1. 发送方将信息进行摘要计算，将摘要标记在发送的内容中发送
2. 接收方收到数据后，对信息计算摘要，对比自己计算的摘要是否和发送方的摘要一致，若不一致，则说明被篡改过，内容不可信

数字签名

上述流程还存在缺陷，如果信息被非法拦截，将篡改后的摘要附在信息上，对方收到后，使用被篡改的摘要进行对比，结果始终会一致，并不能发现数据已被篡改。此时需要加入非对称加密，使用数字签名技术。

数字签名(Digital Signature)，一般是附加在某一电子文档中的一组特定的符号或代码，用于表示签发者的身份以及签发者对电子文档的认可，并能被接收者用来验证改电子文档在传输过程中是否被篡改或伪造。

一套数字签名通常定义两种互补的运算，一个用于签名，另一个用于验证。数字签名是非对称密钥加密技术与数字摘要技术的应用。签名算法或签名密钥是秘密的，只有签名人掌握。验证算法是公开的，以便他人进行验证。

基于密码学的数字签名有着如下的优势：

• 消息源认证性：数字签名可以表示签发者的身份，也就是说具有消息源认证性。
• 不可否认性：数字签名生成时需要输入签名者私钥。换句话说，数字签名对应唯一签名主体，并且签名者需要承担不可推卸的责任，即数字签名可以实现不可否认性。
• 消息完整性：数字签名可以检查电子文档在传输过程中是否被篡改或伪造，即保障消息完整性。

签名流程

1.  生成非对称密钥
2.  使用摘要算法对原文进行摘要计算，生成数据指纹（摘要）
3.  使用私钥将摘要进行加密，得到数字签名，并将其附在文档中，发送

验证流程

1.  接收方取出签名，使用公钥解密签名，得到发送方的摘要
2. 对文档进行摘要计算，对比两个摘要是否一致

如果第三方冒充发送方发送了一个文件，因为接收方在对数字签名进行解密时使用的是发送方的公开密钥，只要第三方不知道发送方的私有密钥，解密出来的数字摘要与计算机计算出来的新摘要必然是不同的，这就提供了一个安全的确认发送方身份的方法。