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加密的应用与数字签名

頻出约 37 分钟7 个术语过去问 16 题

本单元目标

  • 能说明磁盘加密与文件加密的区别,并根据场景选择合适的一种。
  • 能说明数字签名可以确认什么,以及生成签名的密钥和验证签名的密钥分别归谁持有。
  • 能说明时间戳能证明什么,以及由第三方担保其时刻的机制。
术语总表(7 个)
术语一句话主要作用(确认什么、防止什么)
ディスク暗号化把存储设备中的内容整体加密设备被盗或丢失时,让其中的内容难以被读取
ファイル暗号化逐个加密选定的文件让带出或发送的文件内容难以被读取
デジタル署名附上用私钥生成的签名,让对方确认制作者和内容确认制作者并检测篡改
署名鍵生成签名时使用的、签名者的私钥确保只有本人能生成签名
検証鍵验证签名时使用的、签名者的公钥让任何人都能确认签名是否正确
タイムスタンプ由第三方证明数据在该时刻已经存在防止事后倒填时间作假,或否认数据当时已经存在
時刻認証由可信的第三方证明电子数据的时刻把附加时刻的工作交给没有利害关系的第三方,使时刻值得信赖

术语

ディスク暗号化磁盘加密

在术语表中打开 ディスク暗号化

磁盘加密(ディスク暗号化)是对写入硬盘、SSD(固态硬盘)等存储设备的内容进行整体加密的措施。

数据在写入时自动加密,合法用户使用时又自动还原,所以用户几乎不需要刻意操作。它的主要目的是在笔记本 PC(个人计算机)或外置硬盘被盗、遗忘在外时,让人无法从取出的存储设备里读出内容。如果把加密密钥保存在设备内部难以篡改的芯片中,那么只把存储设备拆下来也无法解密。

类比就像把整个书库做成一个大保险箱。即使连保险箱一起被搬走,打不开的人也连架上的一份文件都读不到。

考点

  • 常考开机口令或操作系统登录口令(パスワード)只在那台 PC 上使用时才会核对,把存储设备拆下来接到别的 PC 上就不起作用。保护内容本身的是磁盘加密(ディスク暗号化)。

该术语的过去问 1 题 ディスク暗号化

ファイル暗号化文件加密

在术语表中打开 ファイル暗号化

文件加密(ファイル暗号化)是挑选需要保护的文件、逐个进行加密的措施。

加密后的文件即使复制到其他存储介质或作为邮件附件发送,也仍然保持加密状态。不过,如果通过与文件同样可能被偷窥的途径传递解密用的密钥或口令,内容就保护不了。另外,忘了选上的文件不会被加密,也就得不到保护。

类比就像只把重要文件放进带锁的小盒子。即使把整个小盒子交给别人,没有钥匙也打不开。

考点

  • 常考把要保存的数据加密(暗号化)后,即使数据被人拿到,内容也难以读出。备份(バックアップ)和服务器双机化是提高可用性(可用性,即需要时能够使用)的措施,并不能防止泄露。
  • 易混磁盘加密(ディスク暗号化)保护的是存储设备本身的内容,从中复制或发送出去的文件处于未加密状态。若要连同带出设备的文件一起保护,适合用文件加密(ファイル暗号化)。

该术语的过去问 2 题 ファイル暗号化

「磁盘加密」与「文件加密」的区别

比较点磁盘加密文件加密
关键加密范围存储设备中的全部内容只有选定的文件
用户的操作设置一次后自动进行逐个文件加密
带出设备时离开磁盘就不再受保护仍保持加密状态

デジタル署名数字签名

在术语表中打开 デジタル署名

数字签名(デジタル署名)是在电子数据上附加用只有发送者本人持有的私钥(秘密鍵)生成的签名,让接收者能够确认制作者和是否被篡改的机制。

  1. 发送者:求出数据的散列值
  2. 发送者:用私钥生成签名
  3. 把数据和签名一起发送
  4. 接收者:用发送者的公钥还原签名
  5. 接收者:与自己求出的散列值比较

如果它与从收到的数据求出的散列值一致,就可知数据出自本人,途中也没有被改动。

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用于比对的散列值(ハッシュ値)对同一数据总是相同,也无法从散列值反推出原始数据。比对使用的是根据整份数据而非其中一部分求出的散列值,所以无论哪一部分被改写,值都会对不上。

类比就像用只有本人才有的印章,在文件摘要上加盖封印。对照印迹就知道是谁的封印,摘要与文件对不上就能察觉被改写。

考点

  • 常考只要可信的第三方能证实公钥(公開鍵)确实属于发送者,就能通过数字签名(デジタル署名)确认发送者是本人、数据在途中没有被改写。它没有防止内容被读取的效果(机密性,機密性)。
  • 常考数字签名(デジタル署名)能检测出发生过篡改(改ざん),但不能阻止篡改本身。
  • 常考签名只能用签名者的私钥(秘密鍵)生成,所以能防止对方事后否认发送过的事实或内容。从程序附带的签名可以确认其发行方。

该术语的过去问 3 题 デジタル署名

签名密钥(署名鍵)是生成数字签名时使用的密钥,也就是只有签名者本人持有的私钥(秘密鍵)。

签名密钥只有本人持有,所以用它生成的签名被视为本人所作。反过来,签名密钥一旦泄露给他人,那个人就能冒充本人生成签名。

类比就像只由本人保管的登记印章。

记法“签名”是本人亲手写的东西,所以用的密钥也是只有本人持有的私钥——从字面就能推出来。

考点

  • 常考签名密钥(署名鍵),也就是私钥(秘密鍵),不能让包括通信对方在内的本人以外任何人知道。共享密钥加密的共享密钥(共通鍵)也要对通信双方以外的人保密。
  • 常考用签名密钥(署名鍵)转换过的数据,任何持有配对公钥(公開鍵)的人都能还原。收到的人谁都能验证签名,原因就在这里。

该术语的过去问 2 题 署名鍵

验证密钥(検証鍵)是确认收到的数字签名是否正确时使用的密钥,即签名者的公钥(公開鍵)。

验证密钥是可以公开的密钥,所以只要拿到签名者的验证密钥,任何人都能验证签名。不过,这个公钥是否真的属于那个人需要另行确认,为此由可信的认证中心(認証局)签发把公钥与持有者绑定并加以证明的电子证书(電子証明書)。

类比就像事先交给对方的印鉴样本,用来对照寄来文件上的印章是不是真的。

考点

  • 常考公钥(公開鍵)用于验证签名(签名者的公钥)和制作只有密钥持有者才能读的密文(接收者的公钥),生成签名时不用公钥。
  • 常考如果用的是发送者自己制作的电子证书(電子証明書),接收者就无法确认该公钥(公開鍵)是否真的属于发送者。

该术语的过去问 2 题 検証鍵

「签名密钥」与「验证密钥」的区别

比较点签名密钥验证密钥
关键能否公开不能让本人以外的人知道被谁知道都没关系
使用者生成签名的人(发送者)验证签名的人(接收者)

时间戳(タイムスタンプ)是证明电子数据在某一时刻已经存在、且此后未被改写的凭证。

  1. 用户:把数据的散列值发给时间认证中心
  2. 时间认证中心:绑定时刻并签名后返回
  3. 用户:保管数据和时间戳
  4. 日后:与数据的散列值对照

日后,如果从数据求出的散列值与时间戳中的值相同,就可知数据自那个时刻起没有变化。

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给电子合同等文件附上时间戳后,就能防止有人事后把日期往前倒填作假,或否认文件在那个时刻已经存在。时刻是否可靠,由接下来的时间认证(時刻認証)来支撑。

类比就像邮局的邮戳。日期不是寄件人自己盖的,而是邮局盖的,所以事后无法蒙混。

考点

  • 常考时间戳(タイムスタンプ)是证明时刻和是否被篡改的技术,没有不让他人看到文件内容的作用(机密性,機密性)。要保护机密性,应使用访问控制(アクセス制御)等手段。

该术语的过去问 1 题 タイムスタンプ

「数字签名」与「时间戳」的区别

比较点数字签名时间戳
关键证明的内容由谁制作、内容是否未变何时存在、此后是否未变
附加签名的一方数据的制作者或发送者时间认证中心

时间认证(時刻認証)是指由可信的第三方时间认证中心(時刻認証局)为电子数据附上准确时刻并加以证明。

时间认证中心作为没有利害关系的第三方,依据准确的时间源附加时刻。数据制作者本人自己附上的时刻,在日后发生争议时不能作为证据。

记法名称里带“认证中心”(認証局)的就是第三方机构。证明公钥持有者的是认证中心,证明时刻的是时间认证中心,把两者并排来区分。

考点

  • 易混时间戳(タイムスタンプ)上的时刻不是由本人 PC 的时钟、而是由时间认证中心(時刻認証局)附上的。因此时间戳是否可信,取决于时间认证中心是否可信。

要点

  • 加密是让被盗的存储设备或被带出的文件内容难以被读取的措施。
  • 数字签名能确认的是:制作者确为本人,以及内容没有被改写。
  • 签名用签名者的私钥(签名密钥)生成,用签名者的公钥(验证密钥)验证。验证密钥是否真的属于签名者,要通过可信的认证中心签发的电子证书来确认。
  • 时间戳是由时间认证中心附加的凭证,表明数据在该时刻已经存在、此后没有变化。

确认题

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