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
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 →
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 →
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。
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 →
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。
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 →
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。
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