原文链接:数字签名算法介绍和区别

summary:

数字签名是一个带有密钥的消息摘要算法,这个密钥包括了公钥和私钥,用于验证数据完整性、认证数据来源和抗否认,遵循OSI参考模型、私钥签名和公钥验证。也是非对称加密算法和消息摘要算法的结合体,常见的数字签名算法主要有RSA、DSA、ECDSA三种,本文对数字签名算法进行详细介绍。

1. RSA

RSA是目前计算机密码学中最经典算法,也是目前为止使用最广泛的数字签名算法,RSA数字签名算法的密钥实现与RSA的加密算法是一样的,算法的名称都叫RSA。密钥的产生和转换都是一样的,包括在售的所有SSL数字证书、代码签名证书、文档签名以及邮件签名大多都采用RSA算法进行加密。

RSA数字签名算法主要包括MD和SHA两种算法,例如我们熟知的MD5和SHA-256即是这两种算法中的一类。

2. DSA

DSA全称Digital Signature Algorithm,DSA只是一种算法,和RSA不同之处在于它不能用作加密和解密,也不能进行密钥交换,只用于签名,所以它比RSA要很多,其安全性与RSA相比差不多。DSA的一个重要特点是两个素数公开,这样,当使用别人的p和q时,即使不知道私钥,你也能确认它们是否是随机产生的,还是作了手脚。RSA算法却做不到。

DSA的整个签名算法流程如下:

  • 发送方使用SHA-1和SHA-2编码将发送内容加密产生的数字摘要;
  • 发送方用自己的专用密钥对摘要进行再次加密得到数字签名;
  • 发送方将原文和加密后的摘要传给接收方;
  • 接收方使用发送方提供的密钥对进行解密 ,同时对收到的内容用SHA-1/SHA-2编码加密产生同样的摘要;
  • 接收方再将解密后的摘要和d步骤中加密产生的摘要进行比对,如果两者一至,则说明传输过程的信息没有被破坏和篡改,否则传输信息则不安全。

3. ECDSA椭圆曲线数字签名算法

ECDSA是用于数字签名,是ECC与DSA的结合,整个签名过程与DSA类似,所不一样的是签名中采取的算法为ECC,最后签名出来的值也是分为r,s。而ECC(全称Elliptic Curves Cryptography)是一种椭圆曲线密码编码学。

ECC与RSA 相比,有以下的优点:

  • 相同密钥长度下,安全性能更高,如160位ECC已经与1024位RSA、DSA有相同的安全强度。
  • 计算量小,处理速度快,在私钥的处理速度上(解密和签名),ECC远 比RSA、DSA快得多。
  • 存储空间占用小 ECC的密钥尺寸和系统参数与RSA、DSA相比要小得多, 所以占用的存储空间小得多。
  • 带宽要求低使得ECC具有广泛得应用前景。