什么样的签名是安全的

本文探讨了数字签名的伪造可能性及不同级别的安全性定义,包括存在性不可伪造性和强存在不可伪造性,并介绍了几种不同条件下的安全攻击类型。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

签名肯定是可以被伪造的,只是概率大小的问题,当选择的密文空间足够大时,伪造者能够猜到的概率就越低,而且对于拥有无限计算时间和计算能力的敌手而言,对于固定的m,总能试验出对应的签名。

那么定义安全就是说敌手在多项式时间内伪造签名的概率是可忽略的。

但是对于签名有一个问题是,签署了m,但是单纯的验证不能够知道m到底是什么时候签署的。

对于伪造签名又分为两种概念:1存在性不可伪造,对于之前未曾签署过的消息不能再用了,只能对于未曾签署过的消息伪造一个签名,能够通过验证,这成为存在性伪造。

2强存在不可伪造性,只要不是一个曾经的消息签名对就可以,也就是说只要不是一次消息的重放就行,你可以用原来的消息再构造一个签名,而且它能够通过验证,这种情况也称为伪造成功了,如果这种签名都构造不出来,那就称之为强存在不可伪造性。


随机消息攻击条件下存在性不可伪造:就是说只能够由签名者给定固定的签名给攻击者,这个时候攻击者进行伪造。

比随机消息攻击稍微强一点的就是已知消息攻击安全性:攻击者能够控制由签名者签什么消息。但是这些消息是在看到公钥和得到签名之前。

最强的安全定义是适应性选择消息攻击下的安全性:敌手获得了公钥之后,还可以让预言机给自己签任意的信息,而且得到签署信息后,还可以让其接着签署信息。

### 数字签名的工作原理 数字签名是一种基于公钥加密技术的安全机制,用于验证信息的真实性完整性。其核心功能包括确认数据来源的真实性、保障数据传输过程中的完整性以及提供不可抵赖性[^1]。 #### 原理概述 数字签名的过程通常涉及以下几个关键步骤: 1. **哈希函数的应用** 发送方首先会对原始消息应用一个单向哈希函数(如SHA-256),生成固定长度的消息摘要。这一操作可以显著减少后续处理的数据量并提高效率[^3]。 2. **私钥加密** 使用发送者的私钥对生成的消息摘要进行加密,形成数字签名。由于只有持有对应私钥的人才能生成有效的签名,这一步确保了签名的唯一性真实性[^1]。 3. **签名附着与传输** 将生成的数字签名附加到原消息上一起发送给接收方。这种方式使得接收方可同时接收到实际数据及其对应的签名凭证[^1]。 4. **验证流程** 接收方在接收到消息后,会执行以下两步操作: - 对接收到的消息重新计算哈希值; - 利用发送方的公钥解密数字签名,并对比解密后的结果与自行计算的哈希值是否一致。如果两者匹配,则表明消息未被篡改且确实来自声称的发送者。 --- ### 实现方式 #### 工具支持 目前存在多种成熟的工具技术可用于实现数字签名,例如SSL/TLS协议下的证书颁发机构(CA),它们通过签发X.509标准格式的数字证书来绑定实体的身份与其公钥。 #### 编程实践 (Python 示例) 以下是利用 `cryptography` 库实现简单DSA数字签名的一个例子[^2]: ```python from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import dsa from cryptography.hazmat.primitives import hashes, serialization from cryptography.hazmat.backends import default_backend import os # 私钥生成 private_key = dsa.generate_private_key( key_size=2048, backend=default_backend() ) public_key = private_key.public_key() message = b"Hello, this is a test message." # 签名创建 signature = private_key.sign(message, hashes.SHA256()) print(f"Signature: {signature}") # 验证签名 try: public_key.verify(signature, message, hashes.SHA256()) print("The signature is valid.") except Exception as e: print(f"The signature is invalid: {e}") ``` 此代码片段展示了如何使用 Python 的 `cryptography` 模块完成基本的 DSA 数字签名及验证工作流[^2]。 --- ### 安全特性分析 数字签名具备如下几个重要属性: - **防伪造**: 只有掌握相应私钥的主体才能够生成合法的签名。 - **抗否认**: 一旦某条记录被打上了特定用户的数字签名,该用户便无法合理地否定自己曾参与过相关活动。 - **保持一致性**: 如果任何部分的信息发生改变,即便只是微小改动,也会导致最终校验失败从而暴露异常情况[^1]. ---
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值