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三、未曾相见,为何能深信不疑

你想发一条短信给你的朋友彤彤:今晚八点星巴克见。这是属于你们之间的秘密,绝不能被第三人知道。

你熟门熟路,这得用非对称加密:你用彤彤的公钥加密短信,让它变成别人不认识的密文。你很放心,因为只有彤彤的私钥才能解密。

但问题来了:彤彤凭什么相信这是你发的?万一是别人冒充你发的呢?那她今晚跑到星巴克见到的人就不是你,因为她的公钥是公开的,任何人都可以拿来加密。

让她确信短信是你发的,只需要一步:数字签名。

1.什么是数字签名

数字签名指只有信息发送者才能产生的字符串,如:dss6ch5aPZ4L29yq8vX。

你可以把数字签名理解为白纸黑字的签名,接收者用它识别发送者身份。但千万别误以为数字签名是把你的亲笔签名拍成数码照片,发给接收者用来验证,那是电子签名。

如图1-8所示,电子签名是图片,而数字签名是字符串。

图1-8

那数字签名是怎么做出来的?

2.数字签名流程

数字签名的流程很简单,分为以下两步:

1)哈希密文,得到密文哈希值,如14d403e5。

2)用你的私钥加密哈希值,得到数字签名,如dss6ch5aPZ4L29yq8vX。

你把密文和数字签名一起发给彤彤,收到信息后,她要做两件事:

1)读取信息原文。用她的私钥解密密文,得到的明文就是原文:今晚八点星巴克见。

2)确认发送者身份。彤彤要确认这信息是不是你发的。她用你的公钥解密数字签名, 如果解密结果为14d403e5 那就代表发信息的人是你,否则就是有人在冒充你 ;如果你问14d403e5是哪里来的,答案是这是彤彤把密文哈希一次的结果。

你可能觉得奇怪,解密不应该是用收信人的私钥吗?难道发件人公钥也可以解密?答案是:也可以。

这就是非对称加密的另一个神奇之处: 公钥和私钥互为加解密工具。 不仅可以“公钥加密、私钥解密”,而且可以“私钥加密、公钥解密”,但唯独不能用原来加密的钥匙解密。

但为什么我们不用私钥加密原文?因为如果用私钥加密,那就只能使用公钥解密,而公钥都是公开的,这样就使加密失去了意义。

而数字签名用私钥加密的是密文的哈希值,解密后不为获知信息,而为校验身份,因此数字签名可以用私钥加密。

要判定信息是否为发送者本人发送,只需满足一个条件:

用发送方公钥解密数字签名的结果=密文哈希值,即:

f (Digital Sign,public Key)=Hash(Cipher Text)

F ——解密函数;

DigitalSign——数字签名;

publicKey——发送者(你)的公钥;

Hash——哈希函数;

Hash(CipherText)——密文哈希值。

3.总结

数字签名是一种能被轻松识别的认证工具,因为验证它的过程本质上只是用计算机解一道数学题而已(见图1-9)。所以,眨眼间就可以完成认证过程,不用像人去比对字迹或印章那样耗时费力。

图1-9

数字签名保证信息是发送者本人发的,其他人无法伪造,同时发送者无法抵赖。因为发送者的私钥只有发送者本人知晓,除非泄露。

所以你看,私钥几乎等于你在比特世界的肉身。

无法抵赖、不可伪造和可轻松识别 三大特性,使得数字签名成为理想的认证工具:商业机密、网上银行和加密货币等都离不开数字签名。只是开始理解时有点绕,彻悟后你会体会到它的精妙:明明没有和它相见,但在比特世界里,数字签名却可以让你见字如面。

4.温故而知新

从这节开始的内容已经有一点儿令人费解了,但是别灰心。等你明晰概念之后就能理解加密原理了。

因此,复习一下基础概念吧!

原文: 发送者原本想要告诉接收者的意思。例如,你想告诉彤彤“今晚八点星巴克见”这就是原文。

密文: 加密原文后的字符串,一般用CipherText表示。

你把原文“今晚八点星巴克见”用特定算法加密后可能是这样:2c320f5ee160144170bDTLd54,总之和原文相比面目全非。

明文: 解密后的结果。

如果解密正确,明文=原文;如果解密错误,明文就是乱码,没有意义。

对称加密: 加解密互为逆操作的加密方式,就是对称加密。

例如,银行支票上的大写金额(壹、贰、叁、肆……)也是一种对称加密方式,因为存在与阿拉伯数字(1、2、3、4……)一一对应的关系。解密对汉语使用者毫无难度,但对不懂汉语的人来说还是一眼难以识别。可如果去查字典,还是比较容易弄明白的。对称加密是一种相对容易被破解的加密方式。

非对称加密: 使用不同的钥匙加密或解密。私钥保密,私钥生成多个公钥,公钥公开。私钥加的密,只能用公钥解;公钥加的密,只能用私钥解。

哈希: 将文件映射为较短的固定长度字符串(哈希值)。 apnJ+xXSIm0qNmOb5fGdimMJ3rg6uAtOWf8uHoPFxNquCOnS7rFxBHDftKpSnctv

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