數學簽名技術在計算機安全防護中的應用

劉曉宇

摘 要：數字簽名技術是保證信息傳輸的保密性、完整性、安全性的一種有效手段，將其應用到計算機安全防護中具有重要的作用。基于此，文章就數字簽名技術在計算機安全防護中的具體應用進行詳細的分析。

關鍵詞：計算機網絡；安全防護；數字簽名技術

近年來數字簽名技術在計算機安全防護中的應用越來越得到重視，這是由于數字簽名技術能夠有效保證計算機內部的資料和信息安全，將網絡信息安全帶給人們的風險降到最低。為了促進數字簽名技術在計算機安全防護中得到更好的應用，就需要對數字簽名技術進行深入的分析和探討，了解計算機安全防護的重要意義。

1 數字簽名技術的含義

數字簽名技術是一種常見的電子信息技術，其在計算機安全防護中有著廣泛的應用。就計算機安全防護體系來說，其中安全防護的系統十分多樣化，但是要說防護效果顯著的系統，那么數字簽名技術就是其中的一種。就數字簽名技術的運行理念來說，其具有一定的復雜性，需要通過加密、解密等一系列的技術來實現。數字簽名技術具體運行就是在計算機進行資料傳輸的過程中，該項技術會對這份原始資料使用特定的代碼進行加密處理，完成加密處理后系統又會生成一份新的加密信息。新的加密信息是由數字代碼組成，而數字代碼組成的新的加密信息就相當于有了計算機用戶的簽名[1]。

2 數字簽名技術的分類和功能分析

數字簽名技術也有著不同的分類，其主要可以分為兩大類，即個人單獨簽名以及多重數字簽名[2]。首先，個人單獨簽名就是指一對一的數字簽名技術，信息在傳輸過程中，加密文件只能夠由一個計算機用戶進行解密。其次，多重數字簽名就是指一對多的數字簽名技術，相對個人單獨簽名而言要更為復雜一些。多重數字簽名依然和個人單獨簽名一樣，對計算機正在傳輸的資料進行加密，但是在加密結束后，由于這份加密文件需要發送給多個用戶，所以會產生多個加密文件，在這種情況下，就需要多重數字簽名技術。

數簽名技術的主要功能可以體現在3個方面。（1）數字簽名技術可以保證計算機傳輸信息的完整性，這也是該項技術的一個關鍵功能。在計算機應用過程中，會產生大量的信息、數據、資料等，這些信息對于計算機用戶而言尤為重要，一旦在傳輸過程中出現問題，那么則會對用戶造成一定的影響。由此可見，保證計算機傳輸信息的完整性尤為重要[3]。（2）數字簽名技術的身份驗證功能，身份驗汪不僅可以對信息發送者和接受者形成一種約束，同時還可以在很大程度上保證信息傳輸的安全性。在信息傳輸過程中，接受者對于收到的信息如果持有懷疑態度，可以通過對發送者的身份進行驗證，以此來證實信息發送者身份的真實性。有了身份驗證功能，可以有效幫助接受者確定收到資料的真實性和準確性。（3）就是通過數字簽名技術防止交易過程中出現抵賴現象，因此在文件傳輸過程中，加密的文件上有屬于發送方的簽名，這是屬于發送方的個人印記，只有信息發送，就無法消除文件上的簽名，進而也就無法對已經發生的交易進行抵賴和偽造。

3 數字證書與PKI

目前我們最常使用的電子文件簽章方式就是以公鑰基礎設施（Public Key Infrastructure，PKI）技術為基礎的數字簽名方式。PKI是通過包括有私鑰和公鑰組成的在線安全機制，通過加密、解密，并且不使用同一把鑰匙，可以在最大程度上保證網絡信息傳輸過程的安全[4]。在線安全機制中公鑰是公開的，而私鑰是由使用者獨自保管的，無論是公鑰還是私鑰，只要其中的一把鑰匙對數據進行加密后，即使信息在傳輸過程中被盜取，竊取者也無法輕易將數據進行解密。而兩把鑰匙中的另一支密鑰則可以作為解密用途，以獲得原始資料內容。在計算機網絡信息交易過程中，公鑰基礎設施被是作為最安全的一種防護手段，其主要是以公鑰密碼學技術為基礎而形成的架構。

PKI中除了重要的公私鑰技術之外，其核心就在于憑證中心CA，即證書授權中心（Certificate Authority， CA）。CA必須是第三者，比如可以是政府、銀行、一般法人等來構成，公鑰通過CA中心進行認證，私鑰則由交易雙方中的一方向另一方提出要求方可以取得，而交易雙方不可以分享CA中心[5]。在網絡交易環境中，除了要進行CA中心認證之外，還需要建立類似簽名或蓋章的信賴機制，而數字簽名技術構建的電子認證機制就可以有效地提供網絡相關印鑒功能，進而滿足網絡交易的不同安全需求。

4 計算機安全防護中應用數字簽名技術的重要性

就目前互聯網的發展來看，其已經成為人們生活中不可或缺的一部分，而人們在享受互聯網帶來的便利、快捷、高效的同時，信息安全問題逐漸突出。隨著互聯網的普遍廣泛應用，個人信息泄露、機密信息盜取、信息破壞等問題頻頻不斷爆發，其在很大程度上影響了人們的生活和工作[6]。現如今大部分人都通過計算機網絡進行信息傳輸、文件發送等.計算機中包括大量的用戶信息、數據等，這些數據信息中有些信息是個人的私密信息，也有企業的商業信息等。只有創造一個和諧安全的網絡環境，才能更好地保證計算機信息的安全，而數字簽名技術就是一個有效的安全防護手段。

5 數學簽名技術在計算機安全防護中的應用

就目前計算機網絡應用來看，其中的信息安全問題越來越突出，計算機中信息安全無法得到保證，那么就會對計算機用戶造成嚴重的影響?，F如今計算機網絡信息安全問題也成了人們高度重視的一個問題[7]。隨著計算機信息在傳輸過程中惡意篡改、破壞、盜取等問題逐漸突出，計算機的安全防護工作也顯得更為迫切。因此，為了更好地保證計算機信息安全，就必須加強數字簽名技術的應用，以下是數字簽名技術在計算機安全防護中的具體應用分析。

5.1大素數因子分解難題的數字簽名技術應用

隨著互聯網技術的不斷發展，為了能夠更好地保證人民群眾的網絡信息安全，我國也在研究計算機安全防護方面作出了很大的努力。通過不斷地研發和探索，一項新型的數字簽名技術得到了廣泛的應用，數字簽名技術在保證計算機信息安全方面有著十分顯著的效果。大素數因子分解難題的數字簽名技術中包含了多種數字簽名方案，比知RSA簽名體制和Rbani簽名方案就是較為常用的兩種方案，將其應用在計算機安全防護中所取得的防護效果非常理想。

5.2離散對數難題的數字簽名技術應用

離散對數難題的數字簽名方案也是數字簽名技術中應用非常廣泛的一種數字簽名技術，其與大素數因子分解難題的數字簽名方案相比，存在較大的差異性，但是在計算機安全防護效果方面均非常理想。就計算數據和指數運算方面，這兩種簽名方案就存在一定程度的差距，在計算數據方面，離散對數難題的數字簽名技術要更加繁瑣，而大素數因子分解難題的數字簽名技術則更為簡單一些，但是在指數運算方面，離散對數難題的數字簽名技術卻要更加簡化，而大素數因子分解難題的數字簽名技術則更加繁瑣。正是由于離散對數難題的數字簽名技術的指數運算較為簡化，所以在處理過程中能夠解決問題的設計方案也更加清晰、明了、詳細。

5.3面向流信息的數字簽名方案應用

面向流信息的數字簽名是一種新型的數字簽名方案，其可以更好地保證計算機安全，其也是數字簽名技術中重要的一項安全處理技術。面向流信息數字簽名與傳統的簽名方案有所不同，流信息有可能是那種無限長的為序列，接受者需要及時接受信息，這也在很大程度上確保了網絡通信的安全。流信息主要包括數據流、數字音頻、數字視頻等。一般面向流信息的數字簽名可以分為兩種情況，第一是為了證明簽名方案的安全性，發送端不知道信息有多長，第二是發送端在事前已經知道了信息的長度，高效的簽名策略可以通過這種約束條件來設計。

5.4可驗證安全數字簽名方案

高效可驗證安全數字簽名方案也是保證計算機信息安全的重要技術內容，該方案的應用可以在最大程度上防止基于猜測RSA算法的變量攻擊，進一步提高了計算機的安全防護作用。高效可驗證安全數字簽名方案主要是利用標記和散列的范式來建立起安全性，如果將可驗證安全數字簽名方案假設為數字簽名技術中唯一性的重要保障，那么其安全性可以分3個方面體現。首先，構造一個預測模型，模型的建立并不是通過一定的規劃而構造的，而是隨機建立的，在隨機建立的基礎上要嚴格保證模型的可靠性。其次，用一個散列函數代替這個隨機建立的預測模型，這其中散列函數可以滿足特定計算特性。最后，通過研究和分析來證明散列函數是可以存在的，同時來對假設的合理性進行論證。通過這3步就可以證明高效可驗證安全數字簽名方案。

6結語

總而言之，互聯網已經逐漸成了人們日常生活、工作中尤為重要的一部分，對于互聯網應用過程中的信息安全問題，必須加強數字簽名技術的應用。將數字簽名技術應用于計算機安全防護中，可以有效保證信息的保密性、完整性、安全性，其有效地解決了計算機信息安全問題，使得計算機網絡環境更加和諧與安全。

[參考文獻]

[1]馮小茶數學簽名技術在計算機安全防護中的應用[J]機電工程技術，2016 （22）：574-576.

[2]崔磊.計算機網絡信息安全及防護策略[J]電子技術與軟件工程，2016 （24）：211

[3]姚紅計算機安全與防火墻技術研究[J].電子技術與軟件工程，2017 （20）：199.

[4]陳月榮數字簽名技術在電子商務中的應用[D].淮北：淮北師范大學，2011

[5]杜成斌量子代理多重盲簽名協議設計與分析[D].合肥：安徽大學，2017

[6]閆濤基于數字簽名二維碼認證技術的研究與實現[D]北京：北京印刷學院，2017

[7]王紅梅，宗慧娟，王愛民.計算機網絡信息安全及防護策略研究[J].價值工程，2015 （1）：209-210