白話電子簽章原理及風險

　　

　　因為業務需要近來在對接一個線上的電子簽章平臺， 簽完的效果就是在PDF上蓋一個紅色的章。內部過程溝通中發現，對這個紅色章背後的證明邏輯，技術原理，能夠了解的比較清楚的人還是很少的。甚至連鍋叔自己，對其中的一些細節也感覺有些模糊不清，經常一時想不起，不能對答如流-_-||。

　　簽名證書類的技術博文其實很多， 但有個問題，很多隻提技術原理，不提證明邏輯，證明邏輯需要自己去領悟。  於是在這裡再回憶梳理下，會著重從證明邏輯來說，補充下其他博主日常省略的部分-_-|| ，做個分享，也順便備忘。

 

　　一、簽字畫押的邏輯

 　　日常生活中大家應該都有簽字，按手印的經驗，對簽字按手印的意義也十分清楚。就是對簽字內容的認可，接受。不接受的合同肯定不能隨便籤，手印也不能隨便按。例如「你欠我幾十個W」這種，肯定是不會隨便籤的。同樣我寫一個「你欠我幾十個W」這樣的欠條如果沒有你的簽字，法官大人是不會認可的，如果我幫你籤一個字，筆跡鑑定多半會被識破，我更沒有你的指紋。這其中其實就隱含了一個證明邏輯問題。

　　因為：

　　1. 別人的簽字，指紋與你的不可能相同

　   2. 簽字，指紋不可能在紙張上被複制，貼上

　　3. 這張紙上有你的簽字，手印

 

　　所以：

　　你本人肯定是接觸過這張紙，看過了紙上的內容，簽字表示了對內容的認可。

 

　　抽象概括下：

 　　1. 筆跡與指紋是唯一的，並且與簽字畫押的人是天然繫結的，不可分離的，即可以代表本人

　　 2. 按的指印，寫的簽名，與紙張上的其他內容，是繫結的(因為同一張紙上，無法拼接，複製)。 即 簽名與內容是繫結的

　　 因此，可能證明筆記指紋所屬人，對紙上上內容的認可。

 　　

　　二、一些安全基礎

 

　　1.非對稱加密

　　一種基於數學原理(不需要懷疑)的演演算法，生成一對祕鑰A,a。特性：

• 　　A與a 不相同
•       由A加密的內容，能且只能被a成功解密，反之亦然。　　
•  　  由A不能得出a，反之亦然。

　　

　　2.數位摘要

　　一種基於數學原理(不需要懷疑)的演演算法，對任意長度的內容 A 進行計算後，得出一個固定長度的內容B 。特性：

• 　　當A內容發生變化後。用該演演算法重新計算得出的b，與B一定不同。
• 　　由B 不能計算出A

 

　  上面兩個東西可以理解為客觀規律，下面兩個是對上面客官規律的利用，用於解決實際問題。

　　

      3.數位簽章

　　作用：與紙質簽名對應， 期望實現紙張上簽字畫押的效果。 即證明生物上的一個人，對電子檔案內容的認可。

 

 　  實現邏輯：

　　1. 小明自己偷偷的生成一對兒祕鑰AB，然就他對其他人說 「我生成了一對非對稱祕鑰AB，B除了我本人誰都不會知道，打死我，我也不會說」，即B這個祕鑰只有小明知道，對於不認識小明的人來說，可以認為掌握祕鑰B的人就是小明。

　　2. 對電子檔案的內容執行 數位摘要演演算法，得到摘要 H， 這個H 與檔案內容即唯一系結。

　　3. 小明使用自己藏好的祕鑰B，對上面的摘要結果 H，進行加密，得到了一個祕鑰B加密摘要H後的加密摘要  HB. 並把HB附在了檔案後面. 代表小明的祕鑰B,與代表檔案內容的H被關聯到了一起。因為只有小明可以用B對H進行加密。所以HB的產生，代表了小明對檔案內容認可。

　　4. 其他人拿到這個據說是小明「簽過字」的檔案後，拿出前面小明公開給大家的B的對應祕鑰A，用公鑰A去解密負載檔案後的加密摘要HB， 根據非對稱加密的特性。如果能成功解密，則證明該密文一定是A的配對祕鑰B加密的，而B只有小明知道，所以這個簽名肯定是小明本人籤的。

　　5.小明簽字的內容即H對應的內容，其他人會再對檔案做一次摘要計算，得到一個當前檔案摘要h， 如果解密後的摘要H 與 當前檔案內容的摘要h一致則證明，小明用私鑰B加密（簽名）的內容就是這份檔案。 如果h 與 H 不同，根據 數位摘要的特性，證明，檔案已經被修改過了。小明籤的檔案內容不是現在的這一個。

 

　　4.數位憑證 

　　作用: 筆跡，指紋與其所屬的人的關係是不需要證明的，天然一體，無法分離，不可能被盜被搶。但上面說的數位簽章的邏輯中，對代表小明的私鑰B 與小明並不是無法分割的。在實際生活中，小明簽完了，說這個祕鑰B，不是我所有的，跟我沒關係，這個祕鑰對AB是小芳生成持有的， 你們有問題去找小芳去。或者，對於一些不認識小明的人，他們也無法識別，面前的這個小明是不是就是傳說中的小明。所以需要有一種機制來固定「祕鑰與持有人的關係」。數位憑證與公司公章體系對應，擁有公司公章的，就代表公司行為。同樣，持有證書中公鑰所對應私鑰的人，就是向我申請證書的小明——注意與現實中證書，證件含義不同，是持有私鑰的，而不是擁有證書的。電子證書是數位形式，是可以任意複製分發的，證書中不含私鑰。

　　

　　實現邏輯：

　　1: 小明為了廣而告之「上面擁有B祕鑰的就是小明我本人」，這件事，小明把它的公鑰A 和 他的身份證 和錢，戶口本提交給了一個全球說了算很有威望的組織。這個組織檢查了下材料，確認小明確實是 小明，而且驗證了小明確實掌握所提交的公鑰A對應的私鑰B後，於是給他了一份證明。 證明上說，茲證明， 小明 持有 公鑰A 對應的私鑰B——有私鑰B的就是傳說中的小明， 他的身份證戶口本我都檢查過了。

　　2：在小明申請證書前，這個全球很有威望的組織，自己也生成一對祕鑰對，X/Y. 其中的Y 打死也不跟其他人說，其中的公鑰X，通過各種非常可靠的渠道，通知到各國各省各轄區派出所。已經讓世界上所有人相信，擁有公鑰X對應的私鑰Y的人，就是這個全球權威組織。

　　3：權威組織在給小明生成的證書上，也有他的私鑰X結合證書內容摘要H，生成了HX的數位簽章。

　　4：人民群眾看到這個證書時，可以像驗證小明簽名一樣驗證權威機構的簽名。如果驗證沒問題，那證明，小明擁有A公鑰對應的B私鑰這件事情，是有一個非常可信的人給他背書的，不需要懷疑——即固定了小明與私鑰B的關聯。

　　* 證書的驗證實際情況會涉及多層CA，即證書鏈。會附有多個證書，依次證明，最頂層的證書是自簽名。自己簽發給自己。其公鑰是通過可靠途徑通知給所有人的。證書鏈的中間證書需要祕鑰用途包含 Certificate Signing(證書籤發)——權威機構授權的可以簽發證書的機構的數位憑證。需要驗證證書的場景，如瀏覽器，閱讀器，會將頂層的根證書預先放置於程式內。

 

　　三、PDF電子簽章原理（雲籤）

　　

　　pdf 的電子簽章，顯然那個紅色的圖形章，只是一個形式，是不具有任何效力的，因為誰都可以做一個圖形加上去。背後顯然也是依賴於數位簽章和證書技術的。但目前的電子簽章平臺，已經封裝的非常高階了。 使用過程中基本不涉及數位簽章底層技術，可以對數位簽章，數位憑證完全無感，但方便的同時，也帶來了隱患，後面會討論。

　　PDF雲籤的流程原理：

　　1. 百度電子簽章，選個電子簽章平臺進去註冊賬號，企業實名認證。

　　—— 平臺用你提供的資訊，幫你自動去CA 申請了對應的數位憑證，私鑰儲存在了簽章平臺。

 

　　2. 發起一個簽署流程，提供一個待簽署 pdf檔案 以及 涉及到的簽署方的聯絡人。

　　—— 上傳的pdf 檔案會通過簡訊等方式，引導需要籤檔案的各方到平臺連結，進行簽署操作。相關的簽署方，都要有相應的數位憑證（麼有的，在流程中引導認證）。平臺使用各簽署方私鑰對檔案內容摘要進行簽名。同時將數位憑證和加密摘要附在PDF檔案的簽名區域中。pdf 檔案格式是支援數位簽章的， 可以保證符合規範的pdf 閱讀器，都能正常的顯示，校驗簽署資訊。同時，檔案上也會加上一個視覺形式上的圖章圖片。

 

　　3. 取回簽署檔案，pdf瀏覽器開啟，驗證簽名。

　　—— pdf 檔案閱讀器開啟簽名檔案後對簽名及證書進行驗證。通過證書證明，簽署方的真實身份及確實持有對應公鑰。用簽署方公鑰驗證，簽署方私鑰正確及摘要未修改。

　　 

　　四、電子簽章效力風險

　　從上面的PDF 雲籤流程中可以看出，整個流程中基本沒有體現數位簽章的摘要及加密簽署過程，都是平臺封裝完成的。鍋叔認為對應的也引入了風險。

　　1. 數位憑證並非由本人直接申請，如果在使用者協定中沒有很好的約定及取證，在證明使用者與證書關聯性方面可能存在瑕疵，使用者可以否認從未申請過數位憑證。

　　2. 私鑰由簽章平臺生成並保管，理論上可以代表使用者隨意簽署任何檔案。私鑰不是僅由使用者掌握。

　　《中華人民共和國電子簽名法》　　　　

　　

　　寫到這裡，歡迎討論，指正。 ;-)