数字签名技术在电子商务中应用.doc

论文参考目 录摘 要.1一、引言.1二、电子商务的安全性.2(一)、电子商务活动的主要流程.2（二）、电子商务活动中的安全隐.3（三）、电子商务的安全性要求.3三、 数字签名的基本原理.4（一）、名词和关键词解释.4 （二）、数字签名密钥匙的生成.4四、 数字签名.6（一）、数字签名的要求.6（二）、数字签名与手写签名的区别.7（三）、数字签名的分类.7（四）、数字签名的一般过程.7（五）、数字签名的使用.7五、 公开密钥系统.8六、 数字签名技术在电子商务中应用的实现方案.11（一）、KDC在数字签名中的作用.11(二)、分布式KDC.12七、 结束语.13致 谢.14参考文献.15 附 录. 16ABSTRACT.18数字签名技术在电子商务中应用的一种新方案的设计与探讨摘要 本文从电子商务的概况入手，介绍了电子商务的概念和实现方法，分析了电子商务在社会发展中的重要作用及电子商务发展的前景，介绍了数字签名技术的概念和基本原理以及公开密钥系统在数字签名中的应用，并针对由于电子商务逐步兴起所带来的安全性问题，提出了一种有效的解决方案，即分布式KDC技术，并给出相应算法。关键词 电子商务、网络安全、数字签名、公开密钥、KDC技术一、引言2000年，被誉为21世纪发展方向的互联网经济经历了大起大落的严峻考验。纳斯达克指数从年初的5048点降至年底的2332点。网络股的市场表现使得投资人忧心重重，网络公司的大量倒闭，更加大了人们对互联网经济的恐惧心理，似乎互联网经济已经走到崩溃的边缘。甚至有人惊呼，网络公司已经分享完“最后的晚餐”。 作为互联网经济的核心，电子商务不仅面临着市场风雨的荡涤，而且成为人们议论的焦点：互联网经济能否继续发展，电子商务还有没有前途，大力推动电子商务对于我国社会和经济的发展究竟具有什么样的实际意义？身居急剧变化的世界经济新环境，科学地回答这些问题，对于我们正确制定电子商务的发展政策具有极为重要的意义。纵观21世纪，全球化经济成为必然，随着世界经济一体化的发展，资金流动越来越快，市场变化越来越快，各国间经济依存关系更加紧密，传统的商务活动方式己不能满足全球经济发展的要求，电子商务将在其中起到极为重要的作用。所谓电子商务，就是指通过计算机网络提供的通信手段在网上进行电子交易。这里买主有了广大的新视野，在网上可以从数以万计的供应商中，借助搜索引擎，选择中意的商品或服务。卖方可以在网上建立网页，这些网页可以随设立者的目的，提供各种各样的功用，可以有最简单的商品广告，可以有文字、图像、声音说明、性能示范等高度互动的多媒体商业活动1。由于电子商务是基于信息网络通信的商务活动，为此需要建设必要的信息基础设施，包括各种信息传输网络的建设、信息传输设备的研制、信息技术的开发，还包括用于多媒体教学、远程教学、远程医疗保健等一系列信息基础设施的建设。要想实现真正实时的网上交易，需要网络有非常快的响应速度和较高的带宽，这必须由硬件提供对高速网络的支持，而现在大部分的网络速度都达不到实际的要求。这一矛盾在我国更为突出。由于经济实力和技术方面的原因，我国网络的基础设施建设还比较缓慢和滞后，已建成的网络质量也比较低，公众使用费用比较高。如何加大基础设施建设的力度和广度，改变网络通讯方面的落后面貌，是关系到我们国家的电子商务能否顺利实施的关键。电子商务的实际应用时间并不长，但以其高效率、低支付、高收益和全球性的特点，很快得到企业和政府的重视，发展十分迅速。我国加入WTO（世界贸易组织）后，电子商务在我国的应用将会更加快速地发展，以便与世界贸易接轨。因此，电子商务的发展前景极其诱人2。然而事物的发展都存在其两面性，电子商务一方面给我们带来便利，但同时也有一部分利用网络和协议的一些缺陷进行各种犯罪活动。电子商务是基于计算机互联网的交易行为，网络必须保证大量的经济信息能够安全地在网上传送，资金能够安全地在网上划拨。但是，由于Internet（互联网）是一个开放的系统，网上传送的信息可能被破坏，被窃听和被篡改，甚至交易一方可能事后后悔，不可以签订的电子合同3 。因此我们必须保证信息的传送是安全的，信息本身是安全的，网上交易是安全的。影响用户网上交易的最主要原因就是电子商务的安全性，因此尽管电子商务的发展前景非常诱人，但如何建立一个安全可靠的网络应用环境，已经成为商家必须考虑的问题，也是电子商务的一个技术难点 4。本文主要从电子商务的安全性入手，结合公开密钥系统在数字签名中的应用提出了一种有效的解决方案。二、电子商务的安全性电子商务的安全性，主要是交易的安全性，只有对电子商务的交易过程有一个大致的了解，才能理解为什么要把安全性问题作为电子商务系统问题来解决5。（一）、一般电子商务活动的主要流程一般情况下，电子商务活动由如图1所示的5个流程构成：信息共享、洽谈订购、支付、交付以及售后服务等过程。卖方买主确定需求寻找资源评估购买使用维护提供信息寻找客户提供信息订购与支付客户支持电话传真等Web站点新闻组网络通讯Web站点EDI交付商品Web站点，传真等信息共享企业数据库交付等售后服务等图1 电子商务活动的主要流程在信息共享阶段，买卖双方或者交易双方通过信息社会提供的各种手段进行必要的信息“交流”。随后，买方可以与一些候选卖方进行实质性洽谈、订购，磋商双方在交易中的权利、义务、购买商品或服务的具体细节等。因为买卖双方通常不需要直接会晤，传统的“一手交钱一手交货”的支付方式逐渐被电子支付方式所取代。交易完成后，买卖双方的关系并没有终结。买方可以随时向卖方提出各种服务请求；卖方则通常将买方数据录入数据库中，对数据信息进行市场分析和预测6。不同类型的电子商务通常都包括上述5个流程。但是，在交易过程中，买卖双方并不一定是商品或服务的最终客户以及商品或服务的生产厂家，因此，电子商务又深化为商品直销模式以及商品中介交易模式。（二）、电子商务中的安全隐患从整体上来讲，电子商务的活动大致包括以下三个方面：1、 电子商务信息必须通过计算机网络进行传输；2、 在网络上传输的信息需要进行加密；3、 进行商务活动的双方必须得到某种身份认证，保证交易的安全性7。电子商务安全问题的核心和关键是电子交易的安全性，由于Internet本身的开发性以及目前网络技术发展的局限性，使网上交易面临着种种安全性威胁8。电子商务中的安全隐患可分为如下几类：（1） 信息的截获和窃取。如果没有采用加密措施或加密强度不够，攻击者可能通过互联网、公共电话网、搭线、电磁波辐射范围内安装截收装置或在数据包通过的网关和路由器上截获数据等方式，获取输出的机密信息，或通过对信息流量和流向、通信频度和长度等参数的分析，推导出有用信息，如消费者的银行账号、密码等。（2） 信息的篡改。当攻击者熟悉了网络信息格式以后，通过各种方法和手段对网络传输的信息进行修改，并发往目的地，从而破坏信息的完整性。这种破坏手段主要有三个方面：插入：在信息中插入一些内容，使得接收方读不懂或接收错误的信息；篡改：改变信息流的次序，更改信息的内容，如更改奖金划拨方向等；删除：删除某个消息或消息的某些部分。（3） 信息的假冒。当攻击者掌握了网络信息数据规律或解密了商务信息以后，可以假冒合法用户或发送假冒信息来欺骗其他用户，主要有两种方式：伪造电子邮件：虚开网站和电子商店，给网上用户发电子邮件，收定货单；伪造大量用户，发电子邮件，穷尽商家服务器的资源，使合法用户不能正常访问网络资源，使严格时间要求的服务不能及时得到响应；假冒他人身份：如冒充领导发布指示，调阅机密文件；冒充他人消费、栽赃、冒充主机欺骗合法主机及合法用户；冒充网络控制程序，套取或修改使用权限、保密字、密钥等信息；接管合法用户，欺骗系统，占用合法用户的资源。（4） 交易抵赖。交易抵赖包括多个方面，如发信者事后否认曾经发送过某条信息或内容；收信者事后否认曾经收到过某种消息或内容；商家卖出的商品因价格差而不承认原有的交易。在现实生活中经常发生的恶意抵赖同样会在网络上发生9。因此，在电子商务活动中，我们必须采取多种措施，保证电子商务的有效性、保密性、完整性、可鉴别性、不可伪造性和不可否认性。这些也是电子商务的安全要素。（三）、电子商务中的安全性要求电子商务基于上述的种种安全隐患，也由此提出了相应的安全要求，这些安全要素包括：有效性、机密性、完整性和不可否认性10。下面逐一说明。1、 有效性电子商务活动中，电子合同代替了传统的纸张合同，保证了电子形式的贸易信息的有效性则是开展电子商务的前提。电子商务作为贸易的一种形式，其信息的有效性将直接关系到个人、企业或国家的经济利益和声誉。因此，电子商务需要对网络故障、操作错误、应用程序错误、硬件故障、计算机病毒及黑客攻击破坏等所产生的潜在威胁加以控制和预防，以保证贸易数据在某个时刻、某个执行点是有效的。2、 机密性电子商务作为贸易的一路手段，其信息直接代表着个人、企业或国家的商业机密。与传统的纸张贸易不同的是，电子商务是建立在一个较为开放Internet网络环境上的，维护商业机密是电子商务全面推广应用的一重要条件。因此，必须要预防非法的信息存取和信息在传输过程中被非法窃取，保证信息的机密性。3、 完整性电子商务简化了贸易过程，减少了人为的干预，同时也带来了维护贸易各个商业信息的完整性、统一性的问题。由于数据输入时的意外差错或欺诈行为，可能导致贸易各方信息的差异。此外，数据传输过程中信息的丢失、重复或传送的次序差异也会导致贸易各个信息不同。贸易各方信息的完整性将影响到贸易各方的交易和经营策略，保持贸易各方信息的完整性是电子商务应用的基础。因此，要预防对信息的随意生成、修改和删除，同时要防止数据传送过程中信息的丢失和重复，并保证信息传送次序的统一。4、 不可否认性电子商务直接关系到贸易双方的商业交易，如何确定要进行交易的的贸易方正是进行交易所期望的贸易？这一问题是电子商务顺利进行的关键。在传统贸易中，贸易双方通过在交易合同、契约或贸易单据等书面文件上手写签名或印章来鉴别贸易伙伴，确定合同、契约、单据的可靠性并预防抵赖行为的发生，即“白纸黑字”。在无纸化的电子商务方式下，通过手写签名和印章进行贸易方的鉴别是不太可能的。因此，要在交易信息的传输过程中为参与交易的个人、企业或国家提供可靠的标识11。因此，为了保证电子商务的安全性，必须有一套有效的安全技术作为保证，这就涉及到数字签名技术。三、数字签名基本原理（一）、名词和关键词解释MD5 单向产生信息指纹的算法RSA 非对称加密算法DES 对称加密算法（二）、数字签名密钥匙的生成采用RSA（非对称加密算法）算法产生一个密匙对：PrivateKey（私钥）和PublicKey（公钥）。 PrivateKey用于信息的签名，PublicKey用于信息的签名验证，也就是说用PrivateKey生成的签名信息只有用和它配对的PublicKey才能验证，用PrivateKey本身和另外生成PublicKey、PrivateKey都无法验证签名；反之用PublicKey生成的签名信息只有用和它配对的PrivateKey才能验证，用PublicKey本身和另外生成PublicKey、PrivateKey都无法验证签名。在这里我们用PrivateKey生成签名信息，用PublicKey验证签名信息。如图2所示过程。该算法的特点是：1、根据PrivateKey不能推导出PublicKey；反之根据PublicKey也不可能推导出PrivateKey;2、根据签名信息不可能推导出PrivateKey和PublicKey这样只要我们保护好PrivateKey，公开PublicKey和签名信息是很安全的。 图2 签名过程和验证过程（三）、PrivateKey的保护从以上的说明中我们知道数字签名的安全可靠关键在于PrivateKey的保护，PublicKey、原文和签名信息都是完全公开的。所以我们采用Password-Based Encryption来保护PrivateKey，也就是说我们在保存PrivateKey时并不直接保存PrivateKey的明文，而是保存一个根据用户输入的口令采用DES（对称加密算法）加密算法对PrivateKey处理过的信息，如图3所示。用户输入的口令不在任何地方保存，这样杜绝了用户口令被窃取，在用户对数据进行签名时首先由用户输入该口令，采用DES算法对加密PrivateKey信息解密还原为真正的PrivateKey，如图4所示。再根据此PrivateKey对信息进行签名。 图3 对PrivateKey的加密处理 图4 对PrivateKey的解密处理这样由用户输入的口令、加密的PrivateKey、PublicKey、原文、签名信息构成了一个整体链，如果有人对这五个要素中的任何一个或多个进行了更改，都会造成签名的无效，从而可以验证签名的真实和可靠性。由于RSA和DES算法的特点，即使我们全部公开我们加密的代码、存储的信息（加密的PrivateKey、PublicKey、原文、签名信息），只要用户输入的口令不泄漏，这个签名过程就是安全的，不可能根据上面公开的信息伪造签名、对已经签过名的信息做的任何更改都会导致原签名的失效。四、数字签名数字签名，是由信息发送方对要传递的信息进行某种处理得到的，任何人都有无法伪造的，用以作证信息并核实信息是否发生变化的一段字母数字串。数字签名是电子商务安全的一个非常重要的分支，它在大型网络安全通信中的密钥分配、安全认证、公文安全传输以及电子商务系统中的防否认等方面具有重要作用。例如：用C+ Builder创建数字签名 （一）、程序原理 数字签名的工作原理还是比较简单的，它是根据你所提供的原始数据，经过复杂的算法，产生特定的数据签名，对方通过同样的过程也产生签名，如果数据已被修改，那么就不可能得到两份一模一样的签名，从而就可判断数据已被他人修改。编程人员利用Windows（计算机视窗）的CAPI接口，就可以实现数据的加密、解密和数字签名。 （二）、程序清单 用C Builder的语句来看一下它的具体实现过程见附录。 （三）、数字签名的要求政冶、军事、外交等领域的文件、命令和条约，商业中的契约，以及个人之间的书信等，传统上采用手书签名或印章，以便在法律上能认证、核准和生效。随着计算机通信网的发展，人们希望通过电子设备实现快速、远距离的交易，数字（或电子）签名法便应运而生，并开始用于商业通信系统，如电子邮递、电子转帐和办公自动化等系统中。类似于手书签名，数字签名也应满足以下要求：a) 收方能够确认或证实发方的签名，但不能伪造。b) 发方发出签名的消息送收方后，就不能再否认他所签发的消息。c) 收方对已收到的签名消息不能否认，即有收到认证。d) 第三者可以确认收发方之间的消息传送，但不能伪造这一过程12。（四）、数字签名与手书签名的区别数字签名与手书签名的区别在于，手书签名是模拟的，且因人而异。数字签名是0和1的数字串，因消息而异。数字签名与消息认证的区别在于，消息认证使收方能验证消息发送者及所发消息内容是否被篡改过。当收发者之间没有利害冲突时，这对于防止第三者的破坏来说是足够了。但当收者和发者之间有利害冲突时，单纯用消息认证技术就无法解决他们之间的纠纷，此时须借助满足前述要求的数字签名技术。为了实现签名目的，发方须向收方提供足够的非保密信息，以便使其能验证消息的签名。但又不能泄露用于产生签名的机密信息，以防止他人的伪造签名。因此，签名者和证实者可公用的信息不能太多。任何一种产生签名的算法或函数都应当提供这两种信息，而且从公开的信息很难推测出用于产生签名的机密信息。再有，任何一种数字签名的实现都有赖于精心设计的通信协议。（五）、数字签名的分类数字签名有两种，一种是对整个消息的签名，一种是对压缩消息的签名，它们都是附加在被签名消息之后或某一特定位置上的一段签名图样。若按明、密文的对应关系划分，每一种又可分为两个子类，一类是确定性数字签名，其明文与密文一一对应，它对一特定消息的签名不变化（使用签名者的密钥签名），如RSA、EIGamal 等签名；另一类是随机化的或概率式数字签名，它对同一消息的签名是随机变化的，取决于签名算法中的随机参数和取值。 （六）、数字签名的一般过程数字签名技术是将摘要用发送者的私钥加密，与原文一起传送给接收者。接收者只有用发送者的公钥才能解密被子加密的摘要，然后用Hash（重申，复述，推敲）函数对收到原文产生一个摘要，与解密的摘要对比，若相同，则说明收到信息是完整的，在传输过程中没有被修改，否则，被修改过，不是原信息。同时，也证明发送者不能否认自己发送了信息，其过程如图5所示。这样，数字签名就保证了信息的完整性和不可否认性13Hash 函数发送者私发送者摘要原信息摘要数字签名数字签名加密钥加密Internet公钥解密对比对原信息摘要InternetHash函数加密接收端图5 数字签名的过程（七）、使用数字签名随着计算机网络的发展，过去依赖于手书签名的各种业务都可以用这种电子化的数字签名代替，它是实现电子贸易、电子支票、电子货币、电子出版及知识产权保护等系统安全的重要保证。数字签名已经并将继续对人们如何共享和处理网络上信息以及事务处理产生巨大的影响。例如，在大多数合法系统中对大多数合法文档来说，文档所有者必须给一个文档附上一个时间标签，指明文档签名对文档进行处理和文档有效的时间与日期。在用数字签名可以保证这一日期和时间标签的准确性和证实文档的真实性，数字签名还提供了一个额外的功能，即它提供了一种接收者可以证明确实是发送者发送了这一消息的方法。使用电子汇款系统的人也可以利用数字签名。例如，假设有一个人要发送从一个帐户到另一个帐户转存10000美元的消息，如果这一消息通过一个未加保护的网络，那么“黑客”就能改变资金的数量从而改变了这一消息。但是，如果发送者对这一消息进行数字签名，由于接收系统核实错误，从而识别出对此消息的任何改动。大范围的商业应用要求变更手书签名方式时，可以使用数字签名。其中一例便是电子数据交换（EDI）。EDI是商业文档消息的机对机交换机制，美国联邦政府用EDI技术来为消费者购物提供服务。在EDI文档里，数字签名取代了手写签名，利用EDI和数字签名只须通过网络媒介即可进行买卖并完成合同的签订14。五、公开密钥系统数字签名的基础是密码技术，目前数字签名实现的方法很多，但最简单与有效的当属公开密钥系统。众所周知，公开密钥系统的特点是：密钥的拥有者甲向外公开其公开密钥KP后，而保留其私有密钥KU，另一方想与甲通信时，使用KP加通信内容发出。因为只有甲拥有KU进而解开加密的内容，所以能够保证通信的机密性；另一方面，甲通过对明文的加密，发给乙，因为只有甲加密的明文经KP解密之后才有意义，所以乙能够证实甲。可见公开密钥系统能很好地实现数字签名15。公开密钥系统中，密钥的选取应满足以下条件：1、D（E（P）=P；2、从E导出D极难；3、由一段明文不可能破译出E。其中：P为明文，D为解密算法，E为加密算法。条件又可以分为两个条件：（a） P=D(KU,E(KP,P)（b） P=D(KP,E(KU,P)这里，（a）式的含义是用户可以有KU解开他人有KP加密的信息，（b）式的含义是其他人可以用KP解开该用户KU加密的信息，数字签名的实现主要信赖于（b）式（签名变换）。假设A与B通过网络通信，A，B的公开密钥与私有密钥对分别为：与，这里KUA KUB分别为A和B的私有密钥，P为通信的明文。当A要给B发送一个报文时，先用私有密钥KUA对报文进行签名，式子表示为S=（KUA，P），然后，为了保证通信的机密性，再用B的公开密钥对之加密，得到E=（KPB，S），最后把E发给B，B收到后，先用自己的私有密钥对其解密得到S，再用A的公开密钥对S进行运算，该公式可由下式表示为：D=（KPA，D（KUB，E（KPB，E（KUA，），由于KUA与KUB的私有性，A、B双方都无法抵赖和伪造。RSA公钥加密在计算机产业中被广泛使用在认证和加密。可以从RSA Data Security Inc.获得的RSA公钥加密许可证。公钥加密是使用一对非对称的密码加密或解密的方法。每一对密码由公钥和私钥组成。公钥被广泛发布。私钥是隐密的，不公开。用公钥加密的数据只能够被私钥解密。反过来，使用私钥加密的数据只能用公钥解密。这个非对称的特性使得公钥加密很有用。1、使用公钥加密法认证。认证是一个身份认证的过程。在下列例子中包括甲和乙，公钥加密会非常轻松地校验身份。符号数据 key意味着数据已经使用密码加密或解密。假如甲想校验乙的身份。乙有一对密码，一个是公开的，另一个是私有的。乙透露给甲，他的公钥。甲产生一个随机信息发送给乙。甲乙：random message乙使用他的私钥加密消息，返回甲加密后的消息。 乙甲：random-message乙的私钥甲收到这个消息然后使用乙的以前公开过的公钥解密。他比较解密后的消息与他原先发给乙的消息。如果它们完全一致，就会知道在与乙说话。任意一个中间人不会知道乙的私钥，也不能正确加密甲检查的随机消息。除非你清楚知道你加密的消息。用私钥加密消息，然后发送给其他人不是一个好主意。因为加密值可能被用来对付你，需要注意的。所以，代替加密甲发来的原始消息，乙创建了一个信息段并且加密。信息段取自随机消息（random-message）并具有以下有用的特性：、这个信息段难以还原。任何人即使伪装成乙，也不能从信息段中得到原始消息；、假冒者将发现不同的消息计算出相同的信息段值；2、使用信息段，乙能够保护自己。他计算甲发出的随机信息段，并且加密结果，并发送加密信息段返回甲。甲能够计算出相同的信息段并且解密乙的消息认证乙。 这个技术仅仅描绘了数字签名。通过加密甲产生的随机消息，乙已经在甲产生的消息签名。因此我们的认证协议还需要一次加密。一些消息由乙产生：甲乙：你好，你是乙么?乙甲：甲，我是乙信息段甲，我是乙 乙的私钥当你使用这个协议，乙知道他发送给乙的消息，他不介意在上面签名。他先发送不加密的信息，甲，我是乙。，然后发送信息段加密的消息版本。甲可以非常方便地校验乙就是乙，同时，乙还没有在他不想要的信息上签名。 提交公钥那么，乙怎样以可信的方式提交他的公钥呢？看看认证协议如下所示：甲乙：你好乙甲：嗨，我是乙，乙的公钥甲乙：prove it乙甲：甲，我是乙 信息段甲，我是乙 乙的私钥在这个协议下，任何人都能够成为乙。所有你所要的只是公钥和私钥。你发送给甲说你就是乙，这样你的公钥就代替了乙的密码。然后，你发送用你的私钥加密的消息，证明你的身份。甲却不能发觉你并不是乙。为了解决这个问题，标准组织已经发明了证书。一个证书有以下的内容：l 证书的发行者姓名l 发行证书的组织l 标题的公钥l 邮戳证书使用发行者的私钥加密。每一个人都知道证书发行者的公钥（这样，每个证书的发行者拥有一个证书）。证书是一个把公钥与姓名绑定的协议。通过使用证书技术，每一个人都可以检查乙的证书，判断是否被假冒。假设乙控制好他的私钥，并且他确实是得到证书的乙，就万事大吉了。这些是修订后的协议：甲乙：你好乙甲：嗨，我是乙，乙的校验甲乙：prove it乙甲：甲，我是乙 信息段甲， 我是乙 乙的私钥现在当甲收到乙的第一个消息，他能检查证书，签名（如上所述，使用信息段和公钥解密），然后检查标题（乙的姓名），确定是乙。他就能相信公钥就是乙的公钥和要求乙证明自己的身份。乙通过上面的过程，制作一个信息段，用一个签名版本答复甲。甲可以校验乙的信息段通过使用从证书上得到的公钥并检查结果。如果一个黑客，叫H甲H：你好H不能建立一个令甲相信的从乙的消息。交换密码（secret）一旦甲已经验证乙后，他可以发送给乙一个只有乙可以解密、阅读的消息：甲乙：secret乙的公钥唯一找到密码的方法只有使用乙的私钥解码上述的信息。交换密码是另一个有效使用密码加密的方法。即使在甲和乙之间的通讯被侦听，只有乙才能得到密码。使用密码作为另一个secret-key增强了网络的安全性，但是这次这是一个对称的加密算法（例如DES、RC4、IDE甲）。因为甲在发送给乙之前产生了密码，所以甲知道密码。乙知道密码因为乙有私钥，能够解密甲的信息。但他们都知道密码，他们都能够初始化一个对称密码算法，而且开始发送加密后的信息。这儿是修定后的协议：甲乙：你好乙甲：嗨，我是乙，乙的校验甲乙：prove it乙甲：甲，我是乙 信息段甲，我是乙 乙的私钥甲乙：ok 乙，here is a secret secret乙的公钥乙甲：some messagesecret-key黑客窃听那么如果有一个恶意的黑客H在甲和乙中间，虽然不能发现甲和乙已经交换的密码，但能干扰他们的交谈。他可以放过大部分信息，选择破坏一定的信息（这是非常简单的，因为他知道甲和乙通话采用的协议）。甲H：你好H乙：你好乙H：嗨，我是乙，乙的校验H甲：嗨，我是乙，乙的校验甲H：prove itH乙：prove it乙H：甲，我是乙 信息段甲，我是乙 乙的私钥H甲：甲，我是乙 信息段甲，我是乙 乙的私钥甲H：ok 乙，here is a secret secret 乙的公钥H乙：ok 乙，here is a secret secret 乙的公钥乙H：some messagesecret-keyH甲：Garbles ome messagesecret-key H忽略一些数据不修改，直到甲和乙交换密码。然后H干扰乙给甲的信息。在这一点上，甲相信乙，所以他可能相信已经被干扰的消息并且尽力解密。需要注意的是，H不知道密码，他所能做的就是毁坏使用秘钥加密后的数据。基于协议，H可能不能产生一个有效的消息。但下一次呢？为了阻止这种破坏，甲和乙在他们的协议中产生一个校验码消息（message authentication code）。一个校验码消息（MAC）是一部分由密码和一些传输消息产生的数据。信息段算法描述的上述特性正是它们抵御H的功能：MAC= Digestsome message，secret 因为H不知道密码，他不能得出正确的值。即使H随机干扰消息，只要数据量大，他成功的机会微乎其微。例如，使用HD5（一个RSA发明的好的加密算法），甲和乙能够发送128位MAC值和他们的消息。H猜测正确的MAC的几率将近1/18，446，744，073，709，551，616约等于零。这是又一次修改后的协议：甲乙：你好乙甲：嗨，我是乙，乙的校验甲乙：prove it 乙甲：嗨，我是乙，乙的校验 甲，我是乙信息段甲，我是乙 乙的私钥ok 乙，here is a secret secret 乙的公钥some message，MACsecret-key现在H已经无技可施了。他干扰了得到的所有消息，但MAC计算机能够发现他。甲和乙能够发现伪造的MAC值并且停止交谈。H不再能与乙通讯。六、签名技术在电子商务中应用的实现方案（一）、KDC在数字签名中的作用单独使用公开密钥系统虽然简单，但通信双方都必须保存对方的公开密钥，随着网络技术的发展，用户的通信对象会逐渐多起来，因此每个用户都需占用很大的空间来保存其他用户的公开密钥，这样必然造成资源上的浪费和管理上的混乱。当前，比较好的解决方法是通过可信中介KDC（Key Distributor Center 密钥分配中心）来统一管理各个用户的公开密钥，这样每个用户只需保存自己的私有密钥与KDC的公开密钥即可。用户可以通过向KDC申请而获得其他用户的公开密钥，当用户A要与B通信时，可按以下步骤进行：i. A向KDC发出申请，要求得到B的公开密钥，同时加上自己的签名，并用KDC的公开密钥KPK对KDC进行认证，即用KUA对报文进行加密，然后用KDC的公司公开密钥对报文进行加密。ii. KDC收到请求后，用私有密钥KUK进行解密，得到信息，并用A的公开密钥对A进行认证。iii. KDC从密钥库中查找B的公开密钥，先用KDC自己的私有密钥对其签名（即加密），然后，用A的公开密钥对其加密，以使对A进行认证，然后把加密后的报文发给A。iv. A收到报文后，用私有密钥进行解密，得到有关信息，然后用公开密钥对该信息进行确认，看是否确实来自KDC，如果是，A获得B的公开密钥，可以与B通信，通信时加上自己的公开密钥，以便方便地得到它16。在上述过程中，A对KDC的认证以及KDC对A的认证，都是十分关键的，处理不好就有可能出现假冒现象，这个过程可以用以下式表示：A:KDC E1=E(KPK,E(KUA,P1)KDC: P1=D(KPA,D(KUA,E1)KDC: A E2=E(KPA,E(KUK,KPB)A: KPB=D(KDK,D(KUA,E2)A: B E3=E(KPB,P2+KPA)B: P2+KPA=D(KUB,E3)这种技术虽然解决了资源浪费与管理混乱的问题，但随着网络用户的增多，势必会造成KDC性能的瓶颈，并且一旦出现问题或KDC遭到攻击，将会带来严重的后果。究其原因，是因为密钥管理过于集中造成的，解决的方法是分散管理，即所谓的分布式KDC方案。（二）、分布式KDC所谓分布式KDC，是指把KDC中的公开密钥分布在几个小型KDC上，以实现位置分散和管理分散。在这样的系统中，每个KDC管理一个区域中的用户，由它来集中管理该区域中所有用户的公开密解；每个区域中的用户只能访问本区域的KDC；KDC之间互相保存着对方的公开密钥。如图6所示：KDC1KDC2区域W 区域Q用户B用户A 图6 分布式KDC用户通信示例区域W中的用户A要与区域Q中的用户B通信，可按以下步骤进行：1、 A向KDC1发出请求，要求得到了的公开密钥KPB。2、 KDC1自先在自身密钥管理库中查找，若B的公开密钥在库中，则转向（3）；否则，KDC1向所有的KDC发报文，询问B的公开密钥KPB，其中一个KDC（假定为KDC2）发现它在自己的库中，即把KPB送给KDC1，至此KDC1找到KPB。3、 KDC1把B的公开密钥发给A。4、 A向B发送用KPB加密的报文，并附上自己的公开密钥。5、 B获得A的公开密钥，并用之为通信内容解密。在上述过程中，为了简单起见，忽略了A、KDC1、KDC2的签名，A和KDC1之间，以及KDC1与KDC2之间的相互认证。假定A、B、KDC1、KDC2的密钥对分别为、，上述过程可以用下式表示：、A:KDC1 E1=E(KPK1,E(KUA,P1)、KDC1a: P1=D(KPA,D(KUK1,E1)b: KDC1查询，如B的公开密钥在自身库中，则（3），否则：KDC1: KDC2 EK1=E(KPK2,E(KUK1,MSG)KDC2 MSG=D(KPK1,D(KUK2,EK1)KDC2: KDC1 EK1=E(KPK1,E(KUK2,KPB)KDC1 KPB=D(KUK2,D(KUK1,KPB)(3) KDC1:A E2=E(KPA,E(KUK1,KPB)A KPB=D(DPK1,D(KUA,E2)A:B E3=E(KPB,E(KUA,MESSAGE1)+KPA)B KPA=D(KUB,E3) MESSAGE1=D(DPA,E(KUA,MESSAGE1)B:A E4=E(KPA,E(KUB,MESSAGE2)上述式子，考虑了A，KDC1、KDC2的签名，A和KDC1之间，以及KDC1与KDC2之间是相互认证，因而有效地实现了身份认证，防抵赖和防伪造，符合数字签名的要求，利用分布式KDC方案，既解决了公开密钥集中管理中的性能瓶颈，又分散了风险，不失为一种有效的方案17。七、结束语 作为互联网经济的核心，电子商务的目标是通过计算机网络的方式进行商务活动，所以，它要服务于商务，满足商务活动的要求，商务将会是电子商务的永恒主题。这一点，决定了电子商务的生命力，因为自从人类进入奴隶社会以后，就从来没有停止过商品的交易。电子商务大幅度降低商品交易成本，使它保持了强大的竞争力，从而获得了巨大的发展动力。从另一个方面来讲，商务又是在不断发展的，而电子商务的应用将会对商务本身的发展带来巨大的影响。也可以说，电子商务是通过改变人类的商务方式，增加人类商务活动的合理性，来推动商务本身的发展。从实践过程来讲，电子商务已经以惊人的速度被应用到了人类社会活动的各个领域、各个部门，并且这个速度还在不断加快：从个人到团体、从单个企业到整个国家乃至全世界；从金融、商业、房地产到生产、制造、运输各个产业，电子商务的普及速度锐不可挡。电子商务对世界经济的发展和竞争格局产生巨大影响，不久的将来我们就可以清楚地看到。美国政府把这种影响与二百年前的工业革命的影响相提并论，世界各国也都纷纷发展电子商务，把它作为迎接经济全球化的重要手段。由此可见，发展电子商务已不再是一个单纯的技术问题，而是关系到国家经济生存发展的又一次严峻的挑战。我们必须对此有深刻的战略认识。当今计算机网络迅猛发展，但网上信息安全问题是制约电子商务等网上业务发展的主要因素。如何保障电子商务的安全一直是电子商务的核心研究领域。数字签名是计算机网络安全的基本内容之一，对它的研究有重要的现实意义。本文针对数字签名在电子商务中的应用提出了一种新的解决方案。集中式密钥管理是由KDC负责系统内用户密钥的产生、检验、分发、传递、替换等几乎所有工作。但KDC介入了用户的秘密，可以方便地冒充用户进行主/被动攻击，尤其可以方便地窃听，同时还有怎样安全地分发密钥以及KDC一旦被损坏，则整个系统不能工作等问题。分布式KDC方案：由于单个KDC地众多的用户环境中，管理、分配的任务比较繁重，而且集中式的固有特点（中心一旦损坏则系统崩溃），使分布式管理成为要求某个用户同一些用户偶尔通信而与另一些用户通信频繁。通信频繁的用户自然形成用户群，群内通信频繁，而群间通信不多，这就为分布式管理提供了可能。分布式KDC在设计中不免有欠考虑之处，随着Internet技术的成熟发展，将会有更先进的安全