網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展促進(jìn)了辦公模式的改變，電子政務(wù)開始在政府的各行各業(yè)廣泛的應(yīng)用開來(lái)。數(shù)字簽名作為一種法律承認(rèn)的能夠保證數(shù)據(jù)的完整性、機(jī)密性、抗否定性的信息安全技術(shù)，在安全、高效的利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行辦公中發(fā)揮了重要的作用。那么我今天就給大家介紹一下如何利用RSA加密算法來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字簽名。

RSA加密算法實(shí)現(xiàn)數(shù)字簽名的技術(shù)原理

實(shí)現(xiàn)數(shù)字簽名的方法大體分三種：?jiǎn)雾?xiàng)散列函數(shù)（HASH）簽名、對(duì)稱密鑰系統(tǒng)簽名、非對(duì)稱密鑰系統(tǒng)簽名。其中單項(xiàng)散列函數(shù)（HASH）簽名和對(duì)稱密鑰系統(tǒng)簽名都存在密鑰保存困難的問(wèn)題，所以利用非對(duì)稱密鑰算法——RSA加密算法進(jìn)行數(shù)字簽名的技術(shù)被廣泛的運(yùn)用。

一、RSA加密算法

RSA加密算法作為最著名的非對(duì)稱密鑰算法，其原理是利用兩個(gè)大質(zhì)數(shù)與被加密原文模乘產(chǎn)生的積來(lái)進(jìn)行加密金額解密。這兩個(gè)質(zhì)數(shù)無(wú)論是用哪一個(gè)與被加密的原文模乘．即對(duì)原文件加密，均可由另一個(gè)質(zhì)數(shù)再相乘來(lái)進(jìn)行解密，即：

EPubk(DPrik(m))=DPubk(EPrik(m))=m(1)

但是，若想用這個(gè)乘積來(lái)求出另一個(gè)質(zhì)數(shù)，就要對(duì)大數(shù)進(jìn)行質(zhì)因子分解，分解一個(gè)大數(shù)的質(zhì)因子是十分困難的，若選用的質(zhì)數(shù)足夠大，這種求解幾乎是不可能的。在現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用中每個(gè)用戶保存著一對(duì)密鑰：公鑰Pubk和私鑰Prik。其中私鑰Prik采用私密的安全介質(zhì)保密存儲(chǔ)起來(lái)，應(yīng)不對(duì)任何外人泄露；公鑰Pubk可以公開發(fā)表，通常存放在公共服務(wù)器上供人查詢。

二、RSA加密算法實(shí)現(xiàn)數(shù)字簽名的原理

當(dāng)發(fā)方向收方通信時(shí)發(fā)方用收方的公鑰Pubk對(duì)原文進(jìn)行加密，收方收到發(fā)方的密文后，用自己的私鑰Prik進(jìn)行解密，其中他人是無(wú)法解密的，因?yàn)樗瞬粨碛信c加密公鑰Pubk所對(duì)應(yīng)的私鑰Prik。

RSA加密算法在數(shù)字簽名中則是私鑰加密，公鑰解密。即發(fā)送方先用HASH加密算法對(duì)文件M求散列值，即數(shù)字摘要H，然后利用自己的密鑰Prik對(duì)數(shù)字摘要進(jìn)行加密生成數(shù)字簽名C，然后將M和C一起發(fā)送給接收方，接受方收到文件M1和數(shù)字簽名C1，現(xiàn)在需要驗(yàn)證M和M1是否完全相同。接收方利用眥HASH函數(shù)對(duì)收到的文件M1進(jìn)行求散列值，即數(shù)字摘要H1，利用發(fā)送方公開的公鑰Pubk對(duì)數(shù)字簽名C1進(jìn)行解密得到數(shù)字摘要H2，比較H1和H2，如果相同，則說(shuō)明在傳輸中文件沒有發(fā)生變化，并且文件是由發(fā)送者發(fā)的。

先將文件用HASH加密算法計(jì)算出相對(duì)較短的摘要，然后對(duì)摘要進(jìn)行簽名可以縮短RSA簽名過(guò)程，以適應(yīng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用需要，因?yàn)镠ASH函數(shù)具有以下性質(zhì)：對(duì)于任意長(zhǎng)度的信息m，經(jīng)過(guò)HASH運(yùn)算后，會(huì)生成一個(gè)固定長(zhǎng)度的散列值，即：

h=H(m)

給定m，很容易計(jì)算出h；已知h，求m是很困難的：已知h=H(m)，構(gòu)造H（m’）=h很困難；h的每一比特與m的每一比特都相關(guān)，并有高度的敏感性，即每改變m的每一比特，都將對(duì)h產(chǎn)生明顯影響。以上流程完成了數(shù)字簽名的功能：防篡改和防抵賴。因?yàn)槿绻募趥鬏斶^(guò)程中被篡改，根據(jù)HASH算法具有的“原文有任何改動(dòng)，其哈希值就要發(fā)生劇烈變化”的特點(diǎn)，
H1和H2不會(huì)相同；如果發(fā)送者否定文件是他發(fā)的，那么根據(jù)RSA加密算法的“分解一個(gè)大數(shù)的質(zhì)因子是十分困難的，若選用的質(zhì)數(shù)足夠大，這種求解幾乎是不可能的”的特點(diǎn)，用發(fā)送方的公鑰是絕對(duì)解密不了用其他人私鑰加密的秘文的。

利用RSA加密算法實(shí)現(xiàn)公文流轉(zhuǎn)的數(shù)字簽名的過(guò)程

NET Framework將加密和數(shù)字簽名算法組合到一起，并將它作為AsymmetricAlgorithm類的子類,利用抽象算法類 RSA 及其實(shí)現(xiàn)的對(duì)應(yīng)方法可以簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)數(shù)字簽名。

一、產(chǎn)生密鑰對(duì)

首先實(shí)例化RSA算法引擎RSACryptoServiceProVider，導(dǎo)出密鑰參數(shù)值。

RSACryptoServiceProvider rsa=new;

RSACryptoServiceProvider();

RSAParameters keys=rsa. _ExportParameters(true);

將導(dǎo)出的密鑰參數(shù)值寫入文件產(chǎn)生密鑰對(duì)，并將密鑰對(duì)保存為xml文件。其中私鑰由發(fā)送文件方保存，公鑰存放在公共位置以便接收方查詢。

SaveToFile (address._PubK,pkxnil);
SaveToFile (address_PriK,psxNI);

二、 對(duì)文件進(jìn)行數(shù)字簽名

對(duì)文件進(jìn)行數(shù)字簽名分為兩個(gè)部分，生成數(shù)字摘要和實(shí)現(xiàn)數(shù)字摘要的簽名。

首先實(shí)例化RSAHandler類，將需要簽名的文件以流讀入，利用GetHashData函數(shù)對(duì)文件生成數(shù)字摘要。

RSAHandler rsahd=new RSAHandler();

Stream sm=new FileStrea:(file name,FileMode. Open,FileAccess. Read,FileShare. Read);

byte[]hashsm=rsahd, GetHashData(sm);

然后實(shí)例化簽名類RSAPKCSISignatureFonatter，裝入私鑰，利用CreateSignature函數(shù)對(duì)數(shù)字摘要生成簽名。

RSAPKCSISignatureFoniatter format=rsahd. CreateRSAFoniatter (address_PriK);

byte[]signdata=format. CreateSignature (hashsm);

三、驗(yàn)證數(shù)字簽名

驗(yàn)證數(shù)字簽名分為兩個(gè)部分：對(duì)接收的文件重新生成數(shù)字摘要和將原數(shù)字簽名解密成原數(shù)字摘要并比較這兩個(gè)摘要。

1、重新生成數(shù)字摘要：

Stream newSm = new

FileStream(filename, FileMode. Open, FileAccess. Read,FileShare. Read);

byte[]newHashsm=rsahd. GetHashData(newsm);

2、檢查數(shù)字簽名：

首先實(shí)例化簽名類RSAPKCSISignatureDeformatter，裝入公鑰，利用RSAPKCSISignature Deformatter類的VerifySignature函數(shù),先將數(shù)字簽名解密成數(shù)字摘要，然后與重新生成的數(shù)字摘要作比較，以確定文件是否被更改。

RSAPKCSISignatureDeforHiatter deformat=rsahd. CreateRSADefonatter(address PubK);

if (defonnat. VerifySignature (Convert. FronBase64String (newHashCode)，

Convert, FromBase64String (dataSignCode)))

{...}

可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的驗(yàn)證：按照軟件的流程對(duì)文件進(jìn)行數(shù)字簽名后，更改文件，程序會(huì)報(bào)“驗(yàn)證失敗”；選擇與加密私鑰不對(duì)應(yīng)的公鑰解密也會(huì)得到同樣的結(jié)果。

用RSA加密算法對(duì)文件和文件的數(shù)字簽名進(jìn)行加密，提高了數(shù)字簽名驗(yàn)證效率，確保了電子公文在流轉(zhuǎn)過(guò)程中的安全。

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