DigitalSignatureSpeaker:Wen-BoZengDate:2013-01-021DigitalSignatureSpeaker:Wen-BOutlineIntroductionRSADSAHashMD5SHAReference2OutlineIntroduction2Introductionnon-repudiation(不可否認性)integrity(完整性)authentication(鑑別)MessageDigest(訊息摘要)Public-keycryptography(公鑰加密)3Introductionnon-repudiation(不可Introduction假設A要透過不安全的管道傳送訊息給B1.A用演算法利用要傳送的訊息產生一段MessageDigest2.A用私鑰加密MessageDigest後傳送給B3.B用公鑰解密出MessageDigest並和訊息的Message

Digest比較若兩段MessageDigest一樣表示訊息內容正確且為A所傳送電子商務認證中心(CA,CertificateAuthority)4Introduction假設A要透過不安全的管道傳送訊息給BIntroduction1976年由WhitfieldDiffie和MartinHellman提出概念1977年RonRivest,AdiShamir,LeonardAdleman三人提出RSA加密演算法1991年，美國NationalInstituteofStandardsandTechnology(NIST)公佈DSA(DigitalSignatureAlgorithm)(NIST,1991)為國家數位簽章標準。GOST、Ong-Schnorr-Shamir、ESIGN

……5Introduction1976年由WhitfieldDiRSA1977年由RonRivest,AdiShamir,和LeonardAdleman三人一起提出，為三人姓氏縮寫一種公鑰加密演算法由一極大整數的因數分解決定破解的難度，只要Key夠長就很難被破解6RSA1977年由RonRivest,AdiShamiRSA選擇兩質數p,

q，且N=p?q計算?(N)=(p-1)(q-1)，並選一個與?(N)互質數e則(e,N)為公鑰加密法為C=MemodN選一數d，滿足e?dmod?(N)=1d即為解密金鑰，解密法為M=CdmodNP.S.?(N)為與N互質之個數

M為要加密的明文7RSA選擇兩質數p,q，且N=p?q7DSADSA(DigitalSignatureAlgorithm)在1991年由美國NationalInstituteofStandardsand

Technology(NIST)公佈，並訂為國家數位簽章標準驗證的計算速度比RSA慢很多8DSADSA(DigitalSignatureAlgorDSA先決定512~1024位元的質數p和160位元的質數q，且p-1為q的倍數找一g=w(p-1)/qmodp，滿足w<p-1,w(p-1)/qmodp>1使用者挑選一亂數x

(1≤x≤q-1)做為私鑰公鑰y

=

gxmodp上面的p,q,g為系統的公開參數可提供不同使用者選擇x作為私鑰9DSA先決定512~1024位元的質數p和160位元的質數qDSA假設要簽屬的訊息為m,H為one-wayhashfunctionH(m)為160bits(DSA搭配SHA-1使用)任選一數k<q，計算r=(gkmodp)modq s=k-1

?

(

H(m)

+x?r)modq(r,s)即為m的數位簽章a=s-1modq, b=a?H(m)modqc=(r?a)modqd=(gb?ycmodp)modq若d=r，則(r,s)通過驗證10DSA假設要簽屬的訊息為m,H為one-wayhashHash把一段訊息壓縮成MessageDigest的演算法兩段不同的MessageDigest，原文一定不相同，但是不同的訊息有可能會壓縮成相同的MessageDigest，稱為「雜湊碰撞」理想為完全沒有雜湊碰撞的情況發生11Hash把一段訊息壓縮成MessageDigest的演算法MD5MD5(Message-DigestAlgorithm5)前身為MD2,

MD3,

MD4在90年代初由MIT的RonaldL.Rivest開發MessageDigest:128bits以512bits為單位處理資料迴圈次數:

64安全性低(2004年由中國山東大學王小雲教授破解)廣泛應用在檔案傳輸，驗證檔案下載是否錯誤計算MD5

/webtools/md5.php12MD5MD5(Message-DigestAlgorithSHASHA(SecureHashAlgorithm)，有SHA-0、SHA-1、SHA-224、SHA-256、SHA-384，和SHA-512後面的稱為SHA-2SHA-0最早在1993年由美國國家安全局(NSA)發表，但是因為安全性問題被撤回，之後在1995年發表FIPS

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180-1版本(通稱為SHA-1)安全性低(SHA-1跟MD5一樣都被王小雲教授破解)連帶影響SHA-2的安全性也遭到質疑計算SHA-1

/webtools/sha1.php13SHASHA(SecureHashAlgorithm)，SHA比較演算法MessageDigest單位區塊最大輸入訊息長度迴圈次數SHA-1160

bits512bits264?1bits80SHA-224/256224/256bits512bits264?1bits64SHA-384/512384/512bits1024bits2128?1bits8014SHA比較演算法MessageDigest單位區塊最大輸入ReferenceNIST,“SecureHashStandard,”FIPSPUB180-4,March2012,/publications/fips/fips180-4/fips-180-4.pdfR.Rivest,“TheMD5Message-DigestAlgorithm,”IETFRFC1321,April1992,/rfc/rfc1321.txt臺灣科技大學電子商務研究中心教材[PDF]第六章數位簽章技術.tw/mic/download/security/%E5%AF%86%E7%A2%BC%E5%AD%B8%E8%88%87%E8%B3%87%E8%A8%8A%E5%AE%89%E5%85%A8ch6.doc“NIST,DigitalSignatureStandard(DSS)”,FIPS186-3,June2009,/publications/fips/fips186-3/fips_186-3.pdf15ReferenceNIST,“SecureHashStQ&A16Q&A16DigitalSignatureSpeaker:Wen-BoZengDate:2013-01-0217DigitalSignatureSpeaker:Wen-BOutlineIntroductionRSADSAHashMD5SHAReference18OutlineIntroduction2Introductionnon-repudiation(不可否認性)integrity(完整性)authentication(鑑別)MessageDigest(訊息摘要)Public-keycryptography(公鑰加密)19Introductionnon-repudiation(不可Introduction假設A要透過不安全的管道傳送訊息給B1.A用演算法利用要傳送的訊息產生一段MessageDigest2.A用私鑰加密MessageDigest後傳送給B3.B用公鑰解密出MessageDigest並和訊息的Message

Digest比較若兩段MessageDigest一樣表示訊息內容正確且為A所傳送電子商務認證中心(CA,CertificateAuthority)20Introduction假設A要透過不安全的管道傳送訊息給BIntroduction1976年由WhitfieldDiffie和MartinHellman提出概念1977年RonRivest,AdiShamir,LeonardAdleman三人提出RSA加密演算法1991年，美國NationalInstituteofStandardsandTechnology(NIST)公佈DSA(DigitalSignatureAlgorithm)(NIST,1991)為國家數位簽章標準。GOST、Ong-Schnorr-Shamir、ESIGN

……21Introduction1976年由WhitfieldDiRSA1977年由RonRivest,AdiShamir,和LeonardAdleman三人一起提出，為三人姓氏縮寫一種公鑰加密演算法由一極大整數的因數分解決定破解的難度，只要Key夠長就很難被破解22RSA1977年由RonRivest,AdiShamiRSA選擇兩質數p,

q，且N=p?q計算?(N)=(p-1)(q-1)，並選一個與?(N)互質數e則(e,N)為公鑰加密法為C=MemodN選一數d，滿足e?dmod?(N)=1d即為解密金鑰，解密法為M=CdmodNP.S.?(N)為與N互質之個數

M為要加密的明文23RSA選擇兩質數p,q，且N=p?q7DSADSA(DigitalSignatureAlgorithm)在1991年由美國NationalInstituteofStandardsand

Technology(NIST)公佈，並訂為國家數位簽章標準驗證的計算速度比RSA慢很多24DSADSA(DigitalSignatureAlgorDSA先決定512~1024位元的質數p和160位元的質數q，且p-1為q的倍數找一g=w(p-1)/qmodp，滿足w<p-1,w(p-1)/qmodp>1使用者挑選一亂數x

(1≤x≤q-1)做為私鑰公鑰y

=

gxmodp上面的p,q,g為系統的公開參數可提供不同使用者選擇x作為私鑰25DSA先決定512~1024位元的質數p和160位元的質數qDSA假設要簽屬的訊息為m,H為one-wayhashfunctionH(m)為160bits(DSA搭配SHA-1使用)任選一數k<q，計算r=(gkmodp)modq s=k-1

?

(

H(m)

+x?r)modq(r,s)即為m的數位簽章a=s-1modq, b=a?H(m)modqc=(r?a)modqd=(gb?ycmodp)modq若d=r，則(r,s)通過驗證26DSA假設要簽屬的訊息為m,H為one-wayhashHash把一段訊息壓縮成MessageDigest的演算法兩段不同的MessageDigest，原文一定不相同，但是不同的訊息有可能會壓縮成相同的MessageDigest，稱為「雜湊碰撞」理想為完全沒有雜湊碰撞的情況發生27Hash把一段訊息壓縮成MessageDigest的演算法MD5MD5(Message-DigestAlgorithm5)前身為MD2,

MD3,

MD4在90年代初由MIT的RonaldL.Rivest開發MessageDigest:128bits以512bits為單位處理資料迴圈次數:

64安全性低(2004年由中國山東大學王小雲教授破解)廣泛應用在檔案傳輸，驗證檔案下載是否錯誤計算MD5

/webtools/md5.php28MD5MD5(Message-DigestAlgorithSHASHA(SecureHashAlgorithm)，有SHA-0、SHA-1、SHA-224、SHA-256、SHA-384，和SHA-512後面的稱為SHA-2SHA-0最早在1993年由美國國家安全局(NSA)發表，但是因為安全性問題被撤回，之後在1995年發表FIPS

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180-1版本(通稱為SHA-1)安全性低(SHA-1跟MD5一樣都被王小雲教授破解)連帶影響SHA-2的安全性也遭到質疑計算SHA-1

/webtools/sha1.php29SHASHA(SecureHashAlgorithm)，SHA比較演算法MessageDigest單位區塊最大輸入訊息長度迴圈次數S