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密码技术

要理解SSL就必须理解密码系统、消息摘要函数(单向或散列函数)和数字签名,这些技术是许多文献所讨论的主题(比如[AC96),提供了保密性、完整性和认证的基础。

密码系统

假设Alice想给她的银行发一个消息以划转资金,并希望这个消息是保密的,因为其中含有她的帐号和划转金额等信息。一种方案是使用密码系统,将要传输的信息转变为加密形式,从而只能为希望他读懂的人读懂。一旦加密为这种形式,这条消息也许只能用一个密钥来破译,如果没有,那么这条信息毫无用处,因为好的密码系统可以使破译难度高到入侵者认为原文不值得他们花费那么大的努力。

常规密码:又称为对称密码,需要发送者和接收者共同持有一个密钥:一小段用来加密和解密的秘密信息。如果这个密钥是保密的,那么这条消息除了发送者和接受者以外可能没有人可以阅读。如果Alice和银行共同持有一个密钥,则可以互相发送保密信息。但是,私有通讯密钥的选择行为本身,却可能不是无懈可击的。

公共密钥密码:又称为不对称密码,定义了一种使用两个密钥的算法以解决密钥交换问题,一个密钥用于加密,另一个用于解密,从而使简单公布一个密钥(公共的密钥,简称:公钥)而保留其他的(私有的密钥,简称:私钥)以接收保密消息成为可能。

任何人都可以用公钥加密一条消息,而仅允许私钥的持有者阅读。如此,Alice就可能使用公钥加密其保密消息,发送给私钥的持有者(银行),只有银行能够对它解密。

消息摘要

虽然Alice可能加密其消息使它称为私有的,但仍应注意到某些人可能会篡改或替换其原始消息,以划转资金到他们自己的帐户。一种保证Alice消息完整性的方法是同时发一个其消息的简单摘要给银行,供银行与消息本身比对,如果相符则消息正确。

这样的方法被称为消息摘要、单向函数散列函数。消息摘要用于对较大而且变长的消息建立较短而且等长的一种表述,其设计使将摘要还原成消息极其困难,而且对两个不同的消息几乎不可能生成相同的摘要,从而排除了替换一个消息为另一个而维持相同摘要的可能性。

Alice面临的另一个挑战是要保证摘要发送到银行的安全,如此,才能确保消息的完整性。

一种解决方法是在摘要中包含数字签名。

数字签名

当Alice发送消息到银行,银行需要确认此消息的确是她发送的,而不是入侵者盗用其帐号。为此,可以在消息中包含一个由Alice建立的数字签名

数字签名是以加密的消息摘要和其他信息(比如一个流水号)以及发送者的私有密钥建立的。虽然任何人都可能用公共密钥解密签名,但是只有签发者知道其私有密钥,也就是,只有密钥的持有者才能签发。包含在签名中的摘要只对该消息有效,以确保没有人可以改变摘要而保持签名不变。

为了避免签名日后被入侵者破译和再利用,签名包含有一个流水号。如此,万一(只是假设)Alice并没有发送此消息,虽然她可能真的签发过,银行可以免遭其欺诈性指控。


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