20221409童诗嘉《密码系统设计》第五周
AI对学习内容的总结
要求
让kimi阅读学习内容并进行总结，教材内容可以使用微信读书或者云班课电子教材
- 《Windows C/C++加密解密实战》第七章：数字签名
1、数字签名的定义与特性 - 定义： 数字签名是一种加密技术，用于验证数字文档的完整性、真实性和身份。它基于公钥密码学的原理，使用非对称密钥加密算法和哈希函数来实现。
- 特性：
1、认证性：确保签名者身份的真实性。
2、不可否认性：签名行为具有抗抵赖性，即签名者无法否认其签名行为。
3、完整性：确保消息在传输过程中未被篡改。
2、数字签名的技术流程
信息发送者：- 使用摘要算法（如SHA系列）对信息生成信息摘要（即哈希值）。
- 使用自己的私钥对信息摘要进行加密（签名）。
- 将信息本身和已签名的信息摘要一起发送给接收者。
信息接收者： - 使用相同的摘要算法对接收到的信息生成新的信息摘要。
- 使用信息发送者的公钥对已签名的信息摘要进行解密（验签），获得原始的信息摘要。
- 比较两个信息摘要是否相同，以验证信息的完整性和真实性。
3、数字签名的算法标准
RSA系列： - RSA PKCS#1 v1.5：尽管有漏洞，但由于是第一个被标准化的签名方案，目前仍被广泛使用。
- RSA-PSS：基于概率签名方案，提供了更强的抗碰撞和抵抗选择明文攻击的能力，是RSA-PKCS#1 v1.5的更优替代方案。
- RSA-FDH：将Full Domain Hash和RSA结合起来的数字签名方案，先对消息进行哈希运算，然后将哈希值作为RSA加密的输入。
椭圆曲线数字签名算法（ECDSA）： - 使用椭圆曲线密码学，与RSA相比，支持更短的密钥长度，因此在某些场景下性能更优。
- 主要使用NIST的P-256曲线，但在加密货币领域常使用Secp256k1曲线。
Edwards曲线数字签名算法（EdDSA）： - 常用的曲线包括Edwards25519（安全级别128比特）和Edwards448（安全级别224比特）。
- Ed25519是应用最广泛的EdDSA实例，指定使用Edwards25519曲线以及SHA-512哈希函数。
4、数字签名的应用
- 身份验证：验证用户或实体的身份，确保信息的机密性和完整性。
- 电子合同：签署和认证电子合同，确保合同的完整性和真实性，以及各方的身份确认。
- 软件分发：验证软件的真实性和完整性，防止恶意软件的篡改和潜在威胁。
- 电子邮件安全：验证电子邮件的发件人和内容的完整性，确保邮件的机密性和不可否认性。
- 数据完整性：验证数据库中存储的敏感数据或重要数据的完整性。
对 AI 总结的反思与补充（2分）
要求
- AI总结的问题
- 自己的补充
反思与补充
- 问题：大部分都概括的很好，就是有些地方补充的不算完整，没有进行一个另外的扩展。
- 补充：
在技术流程中，可以提到时间戳的概念，因为时间戳可以提供签名的时间证明，增加了签名的可信度。也可以提到数字签名在实现过程中可能遇到的挑战，如密钥泄露、签名伪造等安全问题，以及如何通过技术手段来防范这些问题。
学习思维导图（2分）
Windows C/C++加密解密实战第七章学习思维导图
- 代码
mindmaproot((Windows C/C++加密解密实战第七章))数字签名的定义与特性定义特性认证性不可否认性完整性数字签名的技术流程信息发送者信息接收者数字签名的算法标准RSA系列RSA PKCS#1 v1.5RSA-PSSRSA-FDH椭圆曲线数字签名算法（ECDSA）Edwards曲线数字签名算法（EdDSA）数字签名的应用身份验证电子合同软件分发电子邮件安全数据完整性
- 图片
基于 AI 的学习（2分）
要求
- 至少找到自己理解不是太好 2 个概念，让 AI 对自己进行苏格拉底提问
- 参考下面提示语或者使用 AI Agent
提示词：“我在学***X知识点，请你以苏格拉底的方式对我进行提问，一次一个问题”
- 核心是要求AI工具：“请你以苏格拉底的方式对我进行提问”
- 然后AI工具就会给你提问，如果不知道问题的答案，可以反问AI：“你的理解（回答）是什么？”
- 如果你觉得差不多了，可以先问问AI工具：“针对我XXX知识点，我理解了吗？”
- AI工具会给出它的判断，如果你也觉得自己想清楚了，可以最后问AI工具：“我的回答结束了，请对我的回答进行评价总结”，让它帮你总结一下。
学习内容
- 概念1：我在学习数字签名知识点，请你以苏格拉底的方式对我进行提问，一次一个问题
问题1：你能描述一下什么是数字签名吗？
回答：数字签名是一种先进的电子认证方式，它通过公钥加密技术和数字摘要技术实现了对信息完整性、发送者身份和不可抵赖性的保障。
问题2：很好，你已经概述了数字签名的主要功能。那么，请问数字签名是如何确保信息的完整性的呢？
回答2：数字签名通过加密、传输和验证三个步骤，以及非对称加密技术和哈希函数的特性，确保了信息的完整性。
问题3：你说得对，数字签名确实涉及加密和验证的过程。那么，请问在数字签名过程中，哈希函数扮演了什么角色？
回答3：哈希函数在数字签名过程中起到了提取信息摘要、确保信息完整性、降低签名计算量和提高安全性的重要作用。它是数字签名技术中不可或缺的一部分，为信息的安全传输和可靠验证提供了有力保障。
问题4：非常好，你已经理解了哈希函数在数字签名中的关键作用。那么，请问在数字签名中，非对称加密技术具体是如何使用的？
回答4：非对称加密技术在数字签名中的应用确保了信息的完整性和发送方的身份认证，是数字签名技术的核心所在。
问题5：你的理解是正确的。那么，请问非对称加密技术是如何确保数字签名的不可否认性的？
回答5：非对称加密技术通过私钥的唯一性和保密性、公钥的公开性和验证性、数字签名的生成和验证过程以及法律和技术层面的保障，共同确保了数字签名的不可否认性。
评价：你已经展示了对数字签名的深刻理解。你正确地指出了数字签名的三个核心特性：认证性、不可否认性和完整性，并且你也已经理解了非对称加密技术在确保数字签名不可否认性中的作用。你准确地描述了数字签名的定义，并且正确地指出了它是基于公钥密码学的原理。你概述了数字签名的三个主要特性：认证性、不可否认性和完整性，这是对数字签名概念的准确把握。你理解了数字签名的过程，包括使用哈希函数生成信息摘要，以及使用私钥加密信息摘要来创建签名。你认识到非对称加密技术在数字签名中的关键作用，特别是在确保不可否认性方面。你提到了法律和技术层面的保障，这表明你理解数字签名不仅需要技术实现，还需要法律支持来确保其有效性。你提到了数字签名在多个领域的应用，这显示了你对数字签名实际应用的认识。你提到了私钥的唯一性和保密性，这是确保数字签名安全的关键因素。虽然你没有详细说明，但数字证书在数字签名中的作用是验证公钥的合法性，这是确保签名验证过程中不可或缺的一部分。 - 概念2：我在学习数字签名的应用知识点，请你以苏格拉底的方式对我进行提问，一次一个问题。
问题1：你能描述一下数字签名在电子邮件中的应用吗？
回答1：数字签名在电子邮件中的应用为电子邮件的通信提供了更高的安全性和可靠性。通过验证数字签名，接收者可以确保邮件内容的完整性和发送者的身份，从而建立起更加可信的电子邮件通信环境。
问题2：非常好，你已经概述了数字签名在电子邮件中的基本应用。那么，请问数字签名是如何确保电子邮件内容的完整性的呢？
回答2：数字签名通过哈希函数的应用、私钥加密、签名与邮件一同发送以及接收者验证等步骤，确保了电子邮件内容的完整性。这种机制为电子邮件的通信提供了更高的安全性和可靠性。
问题3：你的回答是正确的，数字签名确实通过哈希函数和非对称加密技术来确保电子邮件内容的完整性。那么，请问在数字签名过程中，发送者和接收者各自承担了哪些关键步骤？
回答3：发送者在数字签名过程中主要负责生成哈希值、私钥加密生成数字签名以及发送信息和签名；而接收者则负责接收信息和签名、公钥解密验证签名、生成新的哈希值并比对以及验证信息的完整性。这两个过程共同构成了数字签名的完整流程，确保了信息的完整性和发送者的身份认证。
问题4：你的总结是正确的，发送者和接收者在数字签名过程中各自扮演了关键角色。那么，请问数字签名如何帮助确保电子邮件的不可否认性？
回答4：数字签名通过私钥的唯一性和保密性、公钥的公开性和验证性、数字签名的生成和验证过程以及法律和技术层面的保障，共同确保了电子邮件的不可否认性。这使得发送者无法否认其发送过具有数字签名的邮件，从而提高了电子邮件通信的可靠性和安全性。
评价：你已经很好地理解了数字签名的应用知识点。你准确地描述了数字签名过程中发送者和接收者的关键步骤，并且理解了数字签名如何确保信息的完整性和发送者的身份认证。你的回答表明你对数字签名的应用有着清晰的理解。你正确地定义了数字签名，并指出了它是基于公钥密码学的原理，使用非对称密钥加密算法和哈希函数来实现。你概述了数字签名的三个核心特性：认证性、不可否认性和完整性。你准确地描述了数字签名的技术流程，包括信息发送者使用私钥对信息摘要进行加密，以及信息接收者使用发送者的公钥对加密的摘要进行解密以验证信息的完整性和真实性。你理解了数字签名如何提供不可否认性，即发送者无法否认其发送过具有数字签名的邮件。你提到了数字签名在电子邮件中的应用，以及其他潜在的应用场景。你认识到了数字签名在提高电子邮件通信的可靠性和安全性方面的作用。你提到了法律和技术层面的保障，这对于数字签名的不可否认性至关重要。虽然你没有详细说明，但数字证书在数字签名中的作用是验证公钥的合法性，这是确保签名验证过程中不可或缺的一部分。
学习实践过程遇到的问题与解决方式（AI 驱动，优先使用AI工具解决问题）（2分）
- 问题1：在学习数字签名的时候，对于整个过程不太清楚。
解决方式：去询问了AI，AI能把整个过程都清楚讲给我，直到能够学习明白这个知识点。 - 问题2：不理解数字签名在某些地方的应用。
解决方式：我使用的kimi能够结合很多网页，总结出较为精准的原因，并且详细告诉我。
参考资料
- AI工具(你使用的AI工具及其链接)
- Kimi
- 文心一言
- 图书
- 《Windows C/C++加密解密实战》
