MD5算法在消息摘要产生过程中的应用.docx

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内容Summary:本文首先介绍了MDS算法在消息Summary产生过程中的应用的开发背景和实际意义。系统采用的开发工具为:Dreamweaver、ASP;Dreamweaver进行前台界面设计,ASP语言实现MD5消息Summary算法来对一个消息产生消息Summary、及使用RSA加密算法对一个消息或消息Summary进行数字签名。其次介绍了该系统内主要功能模块的分析及设计。
Keys:MD5  RSA  ASP
1引言
网络上所传输数据面临的一个很大威胁是不能确认对方身份,且不能保证信息在中途是否经过篡改。在这样的情況
下,数字签名便应运而生。而如果对于完整的大容量信息进行数字签名,往往相当耗时,因此在使用数字签名算法对信息进行签名之前,应用MD5算法对该消息产生信息Summary,即将其转换成一个定长的大整数,可以大大提高效率,并能够防止信息遭盗阅、窃取。
2环境与工具的确定
 开发环境的确定
Windows2000操作系统,搭建IIS(InternetInformationServer)服务器。
IIS的安装和配置:WIN2000server/WIN2000advanceserver都是默认安装的。win2000pro/winxppro/win2003的用户开始→控制面板→添加/删除程序→添加删除WINDOWS程序组件在里面把internet信息服务(IIS)打上勾,然后插入WINDOWS安装光盘,点击下一步,这样就开始安装IIS。
 用户环境的确定
Windows98及以上版本,IE浏览器。
 语言的确定
为了便于各位使用者方便使用,所以整个系统都是基于网络的,系统采用了B/S架构,而不是C/S架构,这样用户只需用普通的浏览器即可通过网络访问该系统。也因此开发语言主要是ASP语言,其中包括了vbscript和javascript脚本。
3 为什么要进行数字签名
 电子签名的实现方法
目前,可以通过多种技术手段实现电子签名,在确认了签署者的确切身份后,电子签名使得人们可以用多种不同的方法签署一份电子记录。
 数字签名的技术保障
 什么是数字签名
数字签名指用户用自己的私钥对原始数据的哈希Summary进行加密所得的数据。信息接收者使用信息发送者的公钥
对附在原始信息后的数字签名进行解密后获得哈希Summary,并通过与自己用收到的原始数据产生的哈希Summary对照,便可确信原始信息是否被篡改。
 数字签名的应用例子
现在Alice向Bob传送数字信息,为了保证信息传送的保密性、真实性、完整性和不可否认性,需要对要传送的信息进行数字加密和数字签名,其传送过程如下:
a)Alice准备好要传送的数字信息(明文)。
b)Alice对数字信息进行哈希运算,得到一个信息Summary。
c)Alice用自己的私钥(SK)对信息Summary进行加密得到Alice的数字签名,并将其附在数字信息上。
d)Alice随机产生一个加密密钥(DES密钥),并用此密钥对要发送的信息进行加密,形成密文。
e)Alice用Bob的公钥(PK)对刚才随机产生的加密密钥进行加密,将加密后的DES密钥连同密文一起传送给Bob。
f)Bob收到Alice传送过来的密文和加过密的DES密钥,先用自己的私钥(SK)对加密的DES密钥进行解密,得到DES密钥。
g)Bob然后用DES密钥对收到的密文进行解密,得到明文的数字信息,然后将DES密钥拋弃(即DES密钥作废)。
h)Bob用Alice的公钥(PK)对Alice的数字签名进行解密,得到信息Summary。
i)Bob用相同的哈希算法对收到的明文再进行一次哈希运算,得到一个新的信息Summary。
j)Bob将收到的信息Summary和新产生的信息Summary进行比较,如果一致,说明收到的信息没有被修改过。
 数字签名的技术实现
a)数字签名的操作过程:首先是生成被签名的电子文件,然后对电子文件用哈希算法做数字Summary,再对数字Summary用签名私钥做非对称加密,即作数字签字。
b)数字签名的验证过程:接收方首先用发方公钥解密数字签名,导出数字Summary,并对电子文件原文作同样哈希算法得一个新的数字Summary,将两个Summary的哈希值进行结果比较,相同签名得到验证,否则无效。
4 MD5与RSA的研究
 MD5算法及流程
 MD5的描述
MD5报文Summary算法是最普遍的安全散列算法,该算法以一个任意长度的报文作为输入,产生一个128bit的报文Summary作为输出。
 RSA算法
 RSA算法及流程
其算法如下:
a)选择两质数p、q
b)计算n=p*q
c)计算n的欧拉函数φ(n)=(p-1)(9-1)
d)选择整数e,使e与φ(n)互质,且i
e)计算d,使d*e=1modφ(n)
其中,公钥KU={e,n},私钥KR={d,n}
加密/解密过程:利用RSA加密,首先需将明文数字化,取长度小于log2n位的数字作为明文块。对手明文块M和密文块C,
加/解密的形式如下:
加密:C=Memodn
解密:M=Cdmodn=(Me)dmodn=Medmodn
RSA计算速度比较慢,通常加密中并不是直接使用RSA来对所有的信息进行加密,最常见的情况是随机产生一个对称加密的密钥,然后使用对称加密算法对信息加密,之后用RSA对刚才的加密密钥进行加密。
5 系统介绍
 测试结果
对于用户所输入的字符串:
(Pey-encryption-is-a-technique-that-uses-a-pair-of-asymmetric-keys-for-encryption-and-decryption.-Each-pair-of-keys-consists-of-a-public-key-and-a-private-key.-The-public-key-is-made-public-by-distributing-it-widely.-the-private-key-is)。
-02秒,,+-02秒=,(注:本测试用例数据长度短小,如用较大文件效果更加明显)。
Reference:
[1],
[2]
[3]赖溪松,韩亮,:国防工业出版社,2001
[4]李桂丽,,2002
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