惯性聚合 高效追踪和阅读你感兴趣的博客、新闻、科技资讯
阅读原文 在惯性聚合中打开

推荐订阅源

IT之家
IT之家
OSCHINA 社区最新新闻
OSCHINA 社区最新新闻
A
About on SuperTechFans
博客园 - 聂微东
奇客Solidot–传递最新科技情报
奇客Solidot–传递最新科技情报
freeCodeCamp Programming Tutorials: Python, JavaScript, Git & More
B
Blog RSS Feed
U
Unit 42
Stack Overflow Blog
Stack Overflow Blog
Recent Announcements
Recent Announcements
雷峰网
雷峰网
罗磊的独立博客
Microsoft Security Blog
Microsoft Security Blog
Hugging Face - Blog
Hugging Face - Blog
L
LangChain Blog
人人都是产品经理
人人都是产品经理
The GitHub Blog
The GitHub Blog
F
Fortinet All Blogs
Cyber Security Advisories - MS-ISAC
Cyber Security Advisories - MS-ISAC
H
Help Net Security
P
Proofpoint News Feed
The Cloudflare Blog
D
Docker
大猫的无限游戏
大猫的无限游戏

Jiajun的技术笔记

你好,2026! TiDB 源码阅读(六):TiDB Coprocessor 源码解析 性能优化的核心思想 TiDB 源码阅读(五):索引 TiDB 源码阅读(四):AST、逻辑计划、物理计划 CockroachDB Serverless Architecture podman 无故退出 Cursor Control-L (CTRL-L) Keyboard Shortcuts in Terminal Replace docker with podman Using xmonad with xfce4 A RC script for freebsd frpc 自己动手写一个k8s controller AI 会取代你的(编程)岗位吗? 自建DERP服务器提升Tailscale连接速度(使用Nginx转发) 自动升级Docker容器 再读《程序员修炼之道-从小工到专家》 让浏览器下载文件 再读《软件随想录》/《黑客与画家》/《软技能》 HTTP 压力测试中的 Coordinated Omission 2的补码 编程语言中的 context 是什么? flutter macOS 构建出错 Flatpak 使用小记 Golang CAS 操作是怎么实现的 PostgreSQL 当MQ来使用 Clash 结合 工作VPN 的网络设计 使用 PostgreSQL 搭建 JuiceFS PostgreSQL 配置优化和日志分析 有GitHub Copilot?那就可以搭建你的ChatGPT4服务 窗口函数的使用(以PG为例)
密码技术简明教程(二):散列、消息认证码和数字签名
Jiajun Huang · 2019-05-14 · via Jiajun的技术笔记

密码技术简明教程(二):散列、消息认证码和数字签名

上一篇 我们讲到了对称加密和非对称加密,利用这两个技术我们 确保了信息传输的安全性。但是如果有这么一种情况,Alice 下班之后忘记把电脑锁屏,第二天来的时候 Alice 如何确定自己的文件 是否被篡改过呢?

这种时候我们就要使用到一种叫做散列的技术,有时候也把通过散列函数生成出来的字符串叫做那个文件的指纹。

散列

散列函数的作用就是输入一样的消息,那么就会输出一个同样的散列值,也就是我们所说的指纹。但是只要消息有一丁点儿变化,就会输出 一个不一样的散列值。

当然,散列函数并不是完美的,也有极小的概率,输入两个不一样的消息,却输出了一个同样的散列值,这种情况我们叫做”碰撞”。 这种情况的发生主要取决于散列函数的质量。

散列值的长度与输入的长度无关,无论输入是多长,输出的值的长度都是固定的。

我们常见的散列函数有:

但是要注意,到2019年,MD4和MD5已经是不安全的了,它们的碰撞性已经被攻破了。同时,SHA-1也已经不安全。因此,目前常用的散列 是SHA-256,SHA-384和SHA-512。

高质量的散列函数能够识别出哪怕一丁点儿的篡改,但是它也有一个缺点,虽然它能识别篡改,但是无法识别伪装。即,如果 Cracker 伪装成 AliceBob 发送文件,即使 Bob 确认了文件没有被篡改也无济于事,因为这个文件根本不是真正的 Alice 发出的, 而是出自 Cracker 之手。因此,我们需要消息认证码和数字签名技术。

消息认证码

消息认证码(MAC, Mesasge Authentication Code)的作用就是确保消息发送于真正的来源。而消息认证码需要有这么一种特性,即使消息 认证码被 Cracker 获取了,它也无法篡改消息认证码从而让自己伪装成 Alice

消息认证码有几种实现方式:

  • 通过散列函数实现,这种一般叫做 HMACH 就是Hash。
  • 使用分组密码例如AES来实现

HMAC

这上面的密钥就是 AliceBob 事先商量好的一个密钥,只要这个密钥没有泄漏,那么就可以说明,发消息的要么是 Alice, 要么就是 Bob;而根据消息的流向很容易就能确定是 Alice 发给 Bob 的还是 Bob 发给 Alice 的。那么怎么确保密钥不会 被 Cracker 知道呢?这就要用到上一节我们介绍的 非对称加密 了。

但是即便如此,消息认证码也是有安全风险的,那就是一种叫做 “重放攻击” 的策略,也就是说,虽然我没法知道你到底传输的内容是什么, 但是我可以拦截你的消息认证码,我再给你请求一遍。这个时候很可能就会发生这样一种情况,例如 AliceBob 转账1000元, 重放攻击之后,Alice 就一共给 Bob 转账了2000元。一般我们解决这种问题的方案有这么三种:

  • 把时间戳加进去,但是这只能在一定范围内解决重放攻击,却不能根治,只要 Cracker 足够快,你就追不上重放攻击的步伐。
  • 使用一个单调递增的序号,这种方式可以虽然可以根治,但是每次双方都要记录好这个序列号。
  • nonce,这种方式就是每次请求都带一个随机数,这个随机数就是nonce,因为每次都是随机的,所以可以确定唯一性,当然,缺点就是,消息变的更大了一些。

消息认证码这么好用,也有一个解决不了的问题,那就是,如果 AliceBob 转账之后,需要向他们老板证明,然后老板给他们报销。 这是做不到的,为什们?因为消息认证码需要一个只有 AliceBob 才知道的密钥,如果想要向老板证明,那就要把密钥也给老板, 但是既然密钥给了老板,那么如何证明消息不是老板发的而是 Alice 发的呢?所以我们需要数字签名技术。

数字签名

AliceBob 之所以无法向老板证明,是因为知道密钥的人,就能造出消息。如果想要证明是 Alice 发的消息,那么只能使用 一个只有 Alice 才有,别人都没有的东西来进行签名才行。这让我们想起了使用 ssh 的时候,我们总是把本机的公钥发给目的机器, 然后我们登录的时候就可以确保我们一定是从这台电脑上登录的。

不过由于数字签名,所生成的签名是要给别人看的,所以数字签名是使用私钥来生成签名,而公钥用来验证签名的。

pubkey

seckey

总结一下:

  • 非对称加密中,公钥加密,私钥解密
  • 数字签名中,私钥签名,公钥验证签名

正是因为 Alice 的私钥只有 Alice 才有,Bob 的私钥只有 Bob 才有,因此他们才可以证明消息是自己发的。


小结:

这一篇文章中我们学习了散列、消息认证码和数字签名,接下来一篇文章中我们将会看一下证书和TLS