数字证书与数字签名技术的发展及应用

2024-02-07 12:25:51

数字证书基础

数字证书是一种电子文档，用以验证网络通信中的身份。它包含了持有者的信息和一个公钥，以及这些信息经过可信第三方——CA（Certificate Authority）机构的数字签名。这一过程确保了证书持有人的身份真实无误，并且该公钥确实属于证书中列出的人。

生成自签名数字证书

在没有正式CA的情况下，可以使用开源工具OpenSSL生成自签名证书：

openssl req -x509 -newkey rsa:2048 -keyout key.pem -out cert.pem -days 365 -nodes

此命令将创建一个有效期为一年的RSA密钥对和对应证书，其中cert.pem是自签名证书文件，而key.pem则是私钥。

数字签名技术

数字签名用于确保数据完整性和发送者身份真实性。它基于非对称加密算法，利用签署者的私钥生成一个哈希值的签名，接收方则使用公钥验证这个签名的有效性。

签署并验证文档

使用Python示例来说明如何创建和验证数字签名：

import hashlib
from Crypto.PublicKey import RSA
from Crypto.Signature import pkcs1_15
from Crypto.Hash import SHA256

# 生成RSA密钥对
key = RSA.generate(2048)
private_key = key.export_key()
public_key = key.publickey().export_key()

# 加载私钥，准备签名
rsa_private_key = RSA.import_key(private_key)
hasher = hashlib.sha256()
data = b"Hello, world!"
hasher.update(data)
digest = hasher.digest()

signer = pkcs1_15.new(rsa_private_key)
signature = signer.sign(digest)

# 加载公钥，验证签名
rsa_public_key = RSA.import_key(public_key)
verifier = pkcs1_15.new(rsa_public_key)
try:
    verifier.verify(digest, signature)
    print("The signature is valid.")
except (ValueError, TypeError):
    print("Invalid signature")