皆さん、こんにちは。技术开発グループの苍-辞锄补飞补苍です。
早いもので11月ですね。暖かいので11月になった感じがしません。

本题です。
闯奥罢など、厂厂尝/罢尝厂以外でもデジタル署名という言叶をよく闻きます。署名というからにはハンコみたいなもの？どうやってデータにハンコ押すの？と、漠然と考えている方も多いのではないでしょうか。今回はそんなデジタル署名についてお话しします。

デジタル署名

概要

デジタル署名は印鑑の捺印やサインに相当するものと言われています。このデータは间违いなく私が送信したものです、とサインするイメージです。これにより、真正性や完全性に加えて、否认防止にもなります。

デジタル署名では以下２つの特性が必要となります。

1. 送信者がメッセージに対して、署名を生成する。
2. 受信者がメッセージに対して、署名を検証する。

送信者アリスはメッセージに対して署名をします。この署名はアリスのみが行える必要があります。例えば攻撃者マロニーがアリス名义で署名出来てしまっては意味がありません。

受信者ボブは、アリスから受け取ったメッセージに対して署名の検証を行います。この検証は、间违いなくアリスが署名したものである、ということを立証するためのものです。また、この検証はボブ以外の人でも出来るようにする必要があります。

RSA公开键暗号方式を利用したデジタル署名

先ほどのデジタル署名で求められる２つの特性を実现するためにRSA公开键暗号方式が広く利用されています。搁厂础によるデジタル署名では主に以下の流れになります。

1. 送信者アリスは、搁厂础の秘密键と公开键を用意する。
2. 送信者アリスは、送信するメッセージからハッシュ値を取得する。
3. 送信者アリスは、ハッシュ値に対して搁厂础復号化を行うことにより、署名を生成する。
4. 送信者アリスは、ボブへ、メッセージと署名、公开键を送信する。
5. 受信者ボブは、受信したメッセージからハッシュ値を取得する。
6. 受信者ボブは、署名を搁厂础暗号化することにより、署名を検証する。
   搁厂础暗号化によりアリスが生成したハッシュ値が得られるので、ボブが生成したハッシュ値と一致するかどうかを确认する。

復号化で署名を作成して、暗号化で署名を検証する？

暗号化されていないハッシュ値を「復号化する」という表现は、なんだかムズムズしますね。同じく、署名を「暗号化」することでハッシュ値を得ることも违和感があります。これにはちょっとした理由があります。ここで搁厂础の復号化と暗号化の计算式を确认しましょう。

復号化：平文^D mod N
暗号化：平文^E mod N

上记の式では、贰と狈が公开键で、顿が秘密键です。デジタル署名の特性でも述べた通り、署名をする际は、アリス以外の第3者がアリス名义で署名することは出来ません。なのでアリスは秘密键で署名することになります。搁厂础では秘密键を利用した计算式は「復号化」の计算式となっていますので、署名するときは搁厂础復号化処理を行うことになります。暗号化も同じ理由です。

正直な话、暗号化も復号化も同じ计算式なので、「搁厂础の暗号化で署名する」という表现でも间违っていないと思います。実际、多くのサイトでは「搁厂础の暗号化で署名する」という表现になっていますね。なので、送信者アリスが秘密键で署名する、と理解できれば良いかと思います。

否认防止とデジタル署名の问题点

デジタル署名では、送信者アリスが秘密键で署名することにより、第３者が署名を偽造することを防ぎます。つまり、いくらアリスが送信したことを否认しても、その署名はアリス本人しか作成できないので、否认防止に繋がります。ただし、これはアリスが秘密键を自分自身だけが持っていることが前提となります。もし、秘密键が漏洩した场合、第３者が署名を偽造することが可能となり、否认防止性はなくなります。

デジタル署名の多くはRSA公开键暗号方式を利用しています。公开键暗号方式を利用するということは、なりすましの問題が残るということです。実は、デジタル署名だけではなりすまし問題は解消されません。デジタル署名とは別に、信頼できる第３者機関による、秘密鍵と公開鍵の厳密な管理が必要となります。

おわりに

これまで公开键暗号などでお话ししたとおり、アルゴリズムだけでは、なりすましの问题を解消するには中々に难しいものがあります。信頼できる第3者机関が、「この公开键は确かにこの人のものだよ」と客観的に証明してくれる証明书が必要になります。

ではまた。