网络空间安全概论 实验2加密签名 签名.pdf

中国矿业大学计算机学院

2022级研究生课程实验报告

课程名称：信息安全技术与应用

报告时间：2022.11.1

学生姓名：金于皓

学号：T31

专业班级：软工学硕

任课教师：曹天杰教授

《信息安全技术与应用》实验报告

题目：实现数字签名

1实验目的

熟悉数字签名的概念，熟悉RSA数字签名算法；使用高级程序

语言实现数字签名，熟悉PGP软件

2实验内容

2.1数字签名

2.1.1公钥密码体制

公钥密码体制分为三个部分，公钥、私钥、加密解密算法，它

的加密解密过程如下：

加密：通过加密算法和公钥对内容(或者说明文)进行加密，得到

密文。加密过程需要用到公钥。

解密：通过解密算法和私钥对密文进行解密，得到明文。解密

过程需要用到解密算法和私钥。注意，由公钥加密的内容，只能由

私钥进行解密，也就是说，由公钥加密的内容，如果不知道私钥，

是无法解密的。

公钥密码体制的公钥和算法都是公开的(这是为什么叫公钥密码

体制的原因)，私钥是必威体育官网网址的。大家都以使用公钥进行加密，但是只

有私钥的持有者才能解密。在实际的使用中，有需要的人会生成一

对公钥和私钥，把公钥发布出去给别人使用，自己保留私钥。

2.1.2对称加密算法

在对称加密算法中，加密使用的密钥和解密使用的密钥是相同

的。也就是说，加密和解密都是使用的同一个密钥。因此对称加密

算法要保证安全性的话，密钥要做好必威体育官网网址，只能让使用的人知道，

不能对外公开。这个和上面的公钥密码体制有所不同，公钥密码体

制中加密是用公钥，解密使用私钥，而对称加密算法中，加密和解

密都是使用同一个密钥，不区分公钥和私钥。

2.1.3非对称加密算法

在非对称加密算法中，加密使用的密钥和解密使用的密钥是不

相同的。前面所说的公钥密码体制就是一种非对称加密算法，他的

公钥和是私钥是不能相同的，也就是说加密使用的密钥和解密使用

的密钥不同，因此它是一个非对称加密算法。

1

《信息安全技术与应用》实验报告

2.2.1RSA

RSA是一种公钥密码体制，现在使用得很广泛。如果对RSA本

身有兴趣的，后面看我有没有时间写个RSA的具体介绍。

RSA密码体制是一种公钥密码体制，公钥公开，私钥必威体育官网网址，它

的加密解密算法是公开的。由公钥加密的内容可以并且只能由私钥

进行解密，并且由私钥加密的内容可以并且只能由公钥进行解密。

也就是说，RSA的这一对公钥、私钥都可以用来加密和解密，并且

一方加密的内容可以由并且只能由对方进行解密。

2.2.2签名和加密

我们说加密，是指对某个内容加密，加密后的内容还可以通过

解密进行还原。比如我们把一封邮件进行加密，加密后的内容在网

络上进行传输，接收者在收到后，通过解密可以还原邮件的真实内

容。

这里主要解释一下签名，签名就是在信息的后面再加上一段内

容，可以证明信息没有被修改过，怎么样可以达到这个效果呢？一

般是对信息做一个hash计算得到一个hash值，注意，这个过程是

不可逆的，也就是说无法通过hash值得出原来的信息内容。在把信

息发送出去时，把这个hash值加密后做为一个签名和信息一起发出

去。接收方在收到信息后，会重新计算信息的hash值，并和信息

所附带的hash值(解密后)进行对比，如果一致，就说明信息的内容

没有被修改过，因为这里hash计算可以保证不同的内容一定会得到

不同的hash值，所以只要内容一被修改，根据信息内容计算的

hash值就会变化。当然，不怀好意的人也可以修改信息内容的同时

也修改hash值，从而让它们可以相匹配，为了防止这种情况，hash

值一般都会加密后(也就是签名)再和信息一起发送，以保证这