本系列通過通俗易懂的講解，讓您就像讀小說一般，輕輕松松就能理解數字簽名的基本原理和應用方法（即使您是一個并不精通計算機的企業老總，也能讀懂本篇文章）。然后我們再逐步深入技術細節，最后將給出一個在B/S信息系統中使用數字簽名的DEMO。 由于數字簽名基于非對稱加密技術，所以我們需要先啰嗦一下對稱加密和非對稱加密技術。 對稱加密 何謂加密？加密是一種“把數據搞亂掉”的技術。加密技術涉及到4種東東： 明文：可以被人或程序識別的數據。例如一個文本文件、一段歌詞、一個Word文檔、一首MP3、一個圖片文件、一段視頻等等。 加密算法：將數據搞亂掉的方法。 密鑰（密碼）：一個你在進行加密操作時給出的字符串，讓加密算法不但把明文“搞亂掉”，而且要亂得“與眾不同”。這樣即使別人搞到了解密算法，如果沒有當初加密時所使用的密碼，一樣無法進行解密操作。 密文：明文被加密算法和密鑰加密后的結果。它看上去就是一堆亂碼，沒有人或程序能知道它到底表示什么信息。 作為加密的一個實例，我將使用由我杜撰的“景氏替換加密算法”演示一下加密過程。 明文：good?good?study,?day?day?up. 密鑰：google 景氏替換加密算法：將明文中的所有的字母“d”替換成密鑰。 密文：將“good?good?study,?day?day?up.”中的所有字母“d”替換成“google”，就得到密文“googoogle?googoogle?stugoogley,??googleay?googleay?up.”。這個密文亂得還可以吧？一般人看了肯定不知道它是什么意思。 那么什么是解密呢？解密就是把密文再變回明文的過程。 例如“景氏替換解密算法”就是：將密文中所有與密鑰相同的字符串替換成“d”。 密文：googoogle?googoogle?stugoogley,??googleay?googleay?up. 密鑰：google 景氏替換解密算法：將密文中所有與密鑰相同的字符串替換成“d”。 明文：將“googoogle?googoogle?stugoogley,??googleay?googleay?up.”中的所有“google”替換成“d”，就得到了明文“good?good?study,?day?day?up.”。 您肯定已經注意到了，我們在進行加密和解密時使用的密鑰必須是相同的，例如在上例中，加密和解密都必須使用相同的密鑰“google”。所以像“景氏替換加密算法”這種就被稱為對稱加密算法。目前最為流行的對稱加密算法是DES和AES，此外，對稱加密算法還有IDEA、FEAL、LOKI、Lucifer、RC2、RC4、RC5、Blow?fish、GOST、CAST、SAFER、SEAL等。WinRAR的文件加密功能就是使用的AES加密算法。 非對稱加密 非對稱加密算法是一類與眾不同的加密算法，它的密鑰不是1個，而是2個（一對），我們先姑且稱它們為密鑰K1和密鑰K2。非對稱加密算法的特點是，如果用密鑰K1進行加密，則有且僅有密鑰K2能進行解密；反之，如果使用密鑰K2進行了加密，則有且僅有密鑰K1能進行解密。注意“有且僅有”的意思——如果用密鑰K1進行了加密，是不能用密鑰K1進行解密的；同樣，如果用密鑰K2進行了加密，也無法用密鑰K2進行解密。這是一個非常重要的特性，至于如何在實際中運用這個特性，請看下文。 我想給Clark傳送一個AV小電影，又怕被他的老婆發現...... 話說俺得了一個很不錯的AV小電影，想通過網絡傳送給Clark，可是又怕被他的老婆發現（因為Clark的老婆是一個超級黑客，她可以使用sniffer技術截獲任何通過網線傳送給Clark的數據。別跟我說用VPN，它超出了本文討論的范圍），怎么辦呢？對了，我們需要一個“將數據搞亂掉”的技術——加密技術。我先使用WinRAR對小電影進行壓縮，然后加上密碼“TswcbyyqjsjhfL”（還記得么？WinRAR的文件加密功能使用的是叫作AES的對稱加密算法）。接著，將這個加密后的文件通過QQ傳送給Clark。然后，興沖沖地撥打Clark的手機： “喂？Clark么？好久不見，呵呵......我給你發了個好東東呦，在QQ上，收到沒？......密碼是TswcbyyqjsjhfL，對，就是天生我才必有用，千金散盡還復來的首字母，第一個和最后一個字母要大寫呦......” 可是，Clark，我是真的不知道你的老婆大人剛剛就在你的身邊呀！而且你也知道，我打電話從來都是喜歡很大聲的......嗚嗚嗚...... 在Clark跪了一夜的搓衣板之后，我們都明白：如果是已經保存在自己硬盤上的文件，使用對稱加密技術進行加密是沒有問題的；如果是兩個人通過網絡傳輸文件，使用對稱加密就很危險——因為在傳送密文的同時，還必須傳送解密密鑰。我們需要一個與眾不同的加密算法，一個不需要傳遞解密密鑰的加密算法。非對稱加密正好可以滿足我們的需要。基本思路是這樣的：首先，生成一對滿足非對稱加密要求的密鑰對（密鑰K1和密鑰K2）。然后，將密鑰K1公布在網上，任何人都可以下載它，我們稱這個已經公開的密鑰K1為公鑰；密鑰K2自己留著，不讓任何人知道，我們稱這個只有自己知道的密鑰K2為私鑰。當我想給Clark傳送小電影時，我可以用Clark的公鑰對小電影進行加密，之后這個密文就連我也無法解密了。這個世界上只有一個人能將密文解密，這個人就是擁有私鑰的Clark。 后來...... 后來，Clark痛定思痛，決定申請一個數字證書。流程是這樣的：首先，登錄當地的數字證書認證中心網站，填表->出示個人有效證件原件和復印件->繳費->等待數字證書認證中心制作數字證書->領取數字證書。如果您的公司需要申請大量的數字證書，還可以與認證中心的銷售人員商量，先領取免費的試用版的數字證書供技術人員試用。 后來的后來，我又得到了一本電子版的不良漫畫，當然，我又想到了Clark。我先在數字證書認證中心下載了Clark的公鑰證書(就是一個含有公鑰信息的文件)，使用非對稱加密算法對不良漫畫進行加密，再將密文通過QQ傳送給Clark。然后，我興沖沖地撥打Clark的手機： “喂？Clark么？好久不見，呵呵......我給你發了個好東東呦，在QQ上，收到沒？......已經用你的公鑰加密了。用你的私鑰解密就行了^_^” Clark興沖沖地插入他的私鑰（忘了說了，私鑰并不是一個文件，而是一個USB設備，外形就跟U盤一樣，至于為什么要這樣，下一篇再說），解密，然后開始看漫畫，完全沒察覺他的老婆大人就在身后...... Clark，俺這個月手頭有點緊...... 唉，這個月買了太多的書，到月底揭不開鍋了。正巧在QQ上遇到了Clark： 1-2-3：“Clark，我需要200兩紋銀，能否借給我？” Clark：“沒問題。我這就給你轉賬。請給我一張借條。” 1-2-3：“太謝謝了，我這就用Word寫一個借條給你。” 然后，我新建一個Word文檔，寫好借條，存盤。然后，然后怎么辦呢？我不能直接把借條發送給Clark，原因有： 1.?我無法保證Clark不會在收到借條后將“紋銀200兩”改為“紋銀2000兩”。 2.?如果我賴賬，Clark無法證明這個借條就是我寫的。 3.?普通的Word文檔不能作為打官司的證據。 好在我早就申請了數字證書。我先用我的私鑰對借條進行加密，然后將加密后的密文用QQ發送給Clark。Clark收到了借條的密文后，在數字證書認證中心的網站上下載我的公鑰，然后使用我的公鑰將密文解密，發現確實寫的是“借紋銀200兩”，Clark就可以把銀子放心的借給我了，我也不會擔心Clark會篡改我的借條，原因是： 1.?由于我發給Clark的是密文，Clark無法進行修改。Clark倒是可以修改解密后的借條，但是Clark沒有我的私鑰，沒法模仿我對借條進行加密。這就叫防篡改。 2.?由于用我的私鑰進行加密的借條，有且只有我的公鑰可以解密。反過來講，能用我的公鑰解密的借條，一定是使用我的私鑰加密的，而只有我才擁有我的私鑰，這樣Clark就可以證明這個借條就是我寫的。這就叫防抵賴。 3.?如果我一直賴著不還錢，Clark把我告上了法庭，這個用我的私鑰加密過的Word文檔就可以當作程堂證供。因為我國已經出臺了《中華人民共和國電子簽名法》，使數字簽名具有了法律效力。 您一定已經注意到了，這個使用我的私鑰進行了加密的借條，具有了防篡改、防抵賴的特性，并且可以作為程堂證供，就跟我對這個借條進行了“簽名”的效果是一樣的。對了，“使用我的私鑰對借條進行加密”的過程就叫做數字簽名。（由于數字簽名算法的速度比較慢，所以在實際對文件簽名的過程比上面提到的方法稍稍復雜一些，這個在下一篇再講）。 我是1-2-3，我真的是1-2-3，我是真的1-2-3 正如您已經知道的，Clark的老婆是一名超級黑客——就是傳說中能用計算機作任何事的人。這不，不久前她就輕松入侵了QQ數據庫，下載了Clark的所有好友的ID和密碼以及聊天記錄。然后，時不時地偽裝成Clark的好友跟Clark聊天，搞得Clark最近總是神經兮兮、疑神疑鬼的。這不，昨天我在QQ上遇到了Clark： 1-2-3：“Clark，最近還好吧？我又搞到一個好東東呦，要不要？” Clark：“48475bbt556” Clark并不是瘋掉了，那個“48475bbt556”也不是我跟Clark之間的什么通關暗語。這個“48475bbt556”就是Clark在鍵盤上胡亂敲上去的，不過，我卻知道Clark是什么意思。我立刻把“48475bbt556”粘貼到Word里，然后用我的私鑰對這個Word文檔加密，再將這個Word文檔發送給Clark。Clark在那邊用我的公鑰將Word文檔解密，打開，發現里面寫的就是“48475bbt556”，就知道QQ這邊的確就是真正的我本人了。因為擁有我的私鑰的人在這個世界上就只有我一人而已，Clark的老婆大人就是再神通廣大也模仿不了，這就是數字簽名的驗證功能。 順便提一句，不但人可以申請數字證書，設備（例如Web服務器）也可以申請數字證書（叫作設備證書）。利用數字簽名的驗證功能，就可以驗證服務器的身份了，這可是防釣魚的終極解決方案呦。 思考題 如果Clark每次都向我發送相同的字符串（例如“1234”），而不是每次在鍵盤上胡亂地（隨機地）敲一些字符，Clark的老婆就會利用Clark的懶惰模仿我跟Clark聊QQ，這是為什么？

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總結

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