数字签名与消息摘要技术详解

"本资源主要介绍了数字签名法的法律背景及其在不同国家的应用，同时深入讲解了消息摘要和数字签名的概念以及单向散列函数，特别是安全散列标准SHS的算法原理。" 数字签名是一种用于确保数据完整性和发送者身份验证的技术。它通过结合非对称加密和散列函数来实现。在美国，犹他州于1995年颁布的《数字签名法》是全球首个规范电子签名的法律，随后美国在全国范围内实施，建立了覆盖广泛的公钥基础设施（PKI）网络。欧盟和亚洲的日本、韩国、新加坡等国也建立了自己的PKI系统，并实施了相应的数字签名法规。 消息摘要，又称为哈希值或指纹，是由哈希函数对任意长度的明文计算出的固定长度的输出。这个输出是对原始信息的压缩表示，可以用于鉴别和数字签名。哈希函数的特性包括：对任意明文产生固定长度的哈希值，容易从明文计算哈希值，但找到特定哈希值对应的明文在计算上是不可行的。此外，找到两个不同明文却有相同哈希值的情况也被认为是计算上困难的，这是哈希函数的安全性基础。 单向散列函数是用于数字签名的关键组件，它们满足上述的不可逆性和抗碰撞性。安全散列标准SHS（Secure Hash Standard）是由美国国家标准与技术研究院（NIST）在1995年提出的，其代表算法是SHA。SHA接受的输入长度小于264位，产出160位的哈希值。算法的处理过程包括对输入消息的填充、512位块的处理、主循环中的四轮运算，每轮包含20次迭代，以及特定的非线性函数f的使用。 SHA的运算过程中，首先将消息填充至512位的倍数，然后初始化5个32位的中间变量（A, B, C, D, E），赋予特定的初值。接着，对每个512位的消息块执行运算，更新这些变量，最终输出它们的级联作为哈希值。这种设计确保了即使输入略有变化，哈希值也会显著不同，增强了数字签名的安全性。 数字签名法在国际上得到了广泛的认可和应用，而消息摘要和单向散列函数，尤其是SHS算法，是数字签名技术中的核心元素，为电子交易、数据保护和身份验证提供了强大的安全保障。