密鑰哈希消息認(rèn)證碼橢圓曲線數(shù)字簽名.pdf

1、隨著信息數(shù)字化的快速發(fā)展以及計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，人們?cè)絹?lái)越重視網(wǎng)絡(luò)傳輸信息的安全問(wèn)題。黑客利用主機(jī)系統(tǒng)的漏洞進(jìn)入系統(tǒng)有多種目的，無(wú)論是獲得系統(tǒng)控制權(quán)限、實(shí)施攻擊活動(dòng)，還是隱藏行蹤、開(kāi)辟后門(mén)等，改變目標(biāo)主機(jī)上的文件是最便捷也是最有效的方法，如：放置自己的監(jiān)聽(tīng)程序、替代某些關(guān)鍵文件、修改編輯可信文件等。 文件完整性檢查是保護(hù)目標(biāo)主機(jī)上的文件安全的最有效方法之一。文件完整性檢查最常用的方法是比較利用哈希算法計(jì)算出的哈希值，判斷出文件的內(nèi)

2、容或?qū)傩允欠癖桓膭?dòng)。目前采用的哈希算法主要有MD5、SHA-1等。但隨著MD5、SHA-1等算法相繼被破解，迫切需要尋找一種新的更為安全的算法來(lái)進(jìn)行文件完整性檢查。 橢圓曲線數(shù)字簽名算法常用于身份認(rèn)證，但可以利用其進(jìn)行文件完整性的檢查。該算法中用于計(jì)算消息哈希值的是SHA-1算法，但是SHA-1算法已經(jīng)被破解，其安全強(qiáng)度已受到質(zhì)疑。密鑰哈希算法HMAC相對(duì)于SHA-1算法增加了密鑰，由于篡改者無(wú)法知道密鑰，所以一定程度上HMAC

3、算法較SHA-1算法要安全。 本文用HMAC算法替代SHA-1算法，作為橢圓曲線數(shù)字簽名算法中的計(jì)算消息哈希值的算法，并將改進(jìn)后的算法稱為密鑰哈希消息認(rèn)證碼橢圓曲線數(shù)字簽名算法(HMAC-ECDSA)，然后將其應(yīng)用到文件的完整性檢查中。主要完成了以下幾個(gè)工作： 1)對(duì)橢圓曲線密碼體制的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了研究和分析。在對(duì)橢圓曲線密碼體制和橢圓曲線離散對(duì)數(shù)問(wèn)題的安全性分析基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了橢圓曲線數(shù)字簽名算法的安全性。

4、 2)提出了HMAC-ECDSA算法，并對(duì)該算法的實(shí)現(xiàn)流程進(jìn)行了詳細(xì)闡述。然后，本文利用有較強(qiáng)數(shù)學(xué)功能、可設(shè)計(jì)友好界面且有很好兼容性的VC++6.0作為該算法的開(kāi)發(fā)工具，設(shè)計(jì)密鑰對(duì)的生成、簽名文件、驗(yàn)證文件簽名和計(jì)算HMAC等功能模塊，來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)對(duì)文件簽名并驗(yàn)證簽名的軟件。該軟件不僅可以通過(guò)驗(yàn)證文件的簽名來(lái)驗(yàn)證文件的完整性，而且還可以通過(guò)HMAC算法來(lái)驗(yàn)證文件的完整性。 3)分別從密碼學(xué)理論、程序設(shè)計(jì)和對(duì)攻擊高抵抗性的分

5、析證明三個(gè)方面，驗(yàn)證了HMAC-ECDSA算法比橢圓曲線數(shù)字簽名算法的安全強(qiáng)度更高。從密碼學(xué)理論分析，HMAC可以使用密鑰且HMAC算法的驗(yàn)證只在當(dāng)時(shí)有效；在程序設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)HMAC時(shí)，可以將嵌入的哈希算法作為一個(gè)獨(dú)立的模塊，根據(jù)安全強(qiáng)度的需求替換哈希算法模塊；在對(duì)攻擊高抵抗性的證明中，利用模運(yùn)算對(duì)HMAC-ECDSA算法的安全強(qiáng)度進(jìn)行了驗(yàn)證。 總之，本文采用的HMAC-ECDSA算法具有更高的安全性，可以抵抗否認(rèn)、偽造和生日攻擊