CN101388772B - 一种数字签名方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数字签名方法。该方法包括步骤：下载控件单元到用户端；利用所述控件单元完成数据输入；控件单元将输入的所述数据发送到所述数字签名装置；数字签名装置进行数字签名并得到签名结果；控件单元将签名结果和相关信息组织成签名数据。通过本发明，在实现数字签名时，利用控件单元减少了数据传递的中间环节，有效避免了敏感数据被黑客截获的风险，同时除去了用户额外安装中间件CSP程序带来的麻烦，避免了Windows不同版本操作系统兼性容和升级新功能带来的风险，极大提升了易用性。

Description

一种数字签名方法和系统

技术领域

本发明涉及数字签名装置技术，特别涉及基于支持公共密钥体系(PKI：Public Key Infrastructure)功能的数字签名装置的数字签名技术，具体地讲涉及一种数字签名方法和系统。

背景技术

随着互联网的发展和网络银行、电子商务、电子政务的广泛应用，基于PKI数字证书技术、智能卡技术和USBKey被广泛的应用到各个行业和地区。越来越多的互联网使用者接受并使用智能卡类的数字签名装置和相关配套软件技术作为身份认证和数字签名的方法。

PKI数字证书技术是一种安全技术，其是由公开密钥密码技术、数字证书、证书发放机构(CA：Certificate Authority)和关于公开密钥的安全策略等共同组成。PKI是利用公钥技术实现电子商务安全的一种体系，是一种基础设施，网络通信、网上交易等利用其来保证安全。

为了使智能卡类的装置能够稳定可靠的运行在网络安全应用领域，制定了微软CSP规范接口定义和RSA公司的PKCS#11规范接口定义。目前，智能卡类数字签名装置可利用微软机密服务提供商(CSP：Cryptographic ServiceProvider)规范接口和RSA公司的PKCS#11规范接口进行数字签名。

在具体的使用环境中的具体使用方式如下：

用户需单独安装一个带有微软CSP规范接口和RSA公司的PKCS#11规范接口的安装程序到用户的计算机当中；当使用智能卡类装置进行安全的网络信息交换时，上层应用，如IE浏览器或者用户自己开发的安全程序通过安装到计算机当中的微软CSP规范接口和RSA公司的PKCS#11规范接口访问智能卡类装置；智能卡类装置可通过微软CSP规范接口和RSA公司的PKCS#11规范接口数字签名。

例如工商银行的网上银行，在交易的安全性上面，工行使用U盾来保护每一笔交易。进行数字签名时通常需要如下步骤：

步骤1，安装U盾驱动程序；步骤2，安装U盾对应的软件(CSP)和管理工具；步骤3，安装签名控件；步骤4，利用上述微软CSP规范接口和RSA公司的PKCS#11规范接口对U盾进行数字签名。如果更换一台电脑使用U盾，还需要重复步骤1，2，3。

由上述可知，由于用户的计算机水平参差不齐，计算机环境各异，导致上述步骤1、2很容易出现问题，经常会由驱动安装不成功，对应软件安装失败的情况发生，这对网上银行的普及十分不利。

因此，虽然目前微软CSP规范接口和RSA公司的PKCS#11规范接口已经广泛的使用在各个领域，充分有效地使客户在信息安全领域使用智能卡类的安全设备，但在具体的使用环境中，尤其是网上银行应用中，客户往往在安装和使用微软CSP规范接口和RSA公司的PKCS#11规范接口时遇到大量的易用性问题。

由于用户是在计算机上安装微软CSP规范接口和RSA公司的PKCS#11规范接口相关软件，因此会受到计算机环境，如操作系统、杀毒软件、优化软件等的限制，往往会出现安装异常的情况。同时在用户使用微软CSP规范接口和RSA公司的PKCS#11规范接口对智能卡类装置进行操作时，也会由于计算机本身环境的影响出现操作异常的情况。因此，使用微软CSP规范接口和RSA公司的PKCS#11规范接口便会有以下的弱点：

1)安装不便；2)黑客容易获取微软CSP规范接口和RSA公司的PKCS#11规范接口的定义进行非法攻击；3)杀毒软件和计算机优化软件的影响而无法正常使用；4)升级和更新比较困难和复杂；5)微软新一代操作系统不兼容。

发明内容

鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种数字签名方法和系统。该方法通过无需用户安装到本地计算机的控件单元，有效地对数字签名装置对所需签名的数据进行数字签名。

本发明的一个目的是提供一种数字签名方法，该方法包括：

下载控件单元到用户端；

所述用户端利用所述控件单元对需数字签名装置签名的信息进行数字签名。

本发明的另一个目的是提供一种数字签名系统，该系统包括：

用户端，用于下载控件单元，所述用户端利用所述控件单元完成数据输入，将输入的所述数据保存后发送到数字签名装置；

数字签名装置，与所述用户端连接，用于接收所述控件单元发送的数据，并对该数据进行数字签名，并将得到签名结果返回所述控件单元；

此外，所述控件单元接收所述签名结果，并将签名结果与相关信息组织成签名数据，并将获得的所述签名数据显示在网页的指定区域。

本发明的又一个目的是提供一种控件单元，该控件单元至少包括：

第一接口，用于负责完成数据输入；

第二接口，用于负责输入所述数据至所述数字签名装置进行数字签名；

第三接口，用于负责接收所述数字签名装置返回的所述签名结果，并将签名结果与相关信息组织成签名数据，并进行显示。

本发明实施例的有益效果在于，在进行数字签名时，利用控件单元减少了数据传递的中间环节，有效避免了敏感数据被黑客截获的风险，同时除去了用户额外安装中间件CSP程序带来的麻烦，避免了Windows不同版本操作系统兼容性和升级新功能带来的风险，极大提升了易用性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1为本发明实施方式的下载、更新控件单元的流程图；

图2为本发明实施方式的进行数字签名的流程图。

具体实施方式

为使本发明目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例一

本发明实施方式提供一种数字签名系统，该系统包括：

用户端，用于下载控件单元，用户端利用数字签名控件单元完成数据输入，将输入的所述数据进行发送；

数字签名装置，与用户端连接，用于接收控件单元发送的数据，并对该数据进行数字签名并获得签名结果；

此外，控件单元接收所述签名结果，并将该签名结果与相关信息组织成签名数据，并将获得的签名数据显示在网页的指定区域。

上述实施方式中，需要签字的数据可以为指定数据或网页里的表单。相关信息是指签名数据原文和签名密钥对应的证书。

由上述可知，在进行数字签名时，利用控件单元减少了数据传递的中间环节，有效避免了敏感数据被黑客截获的风险，同时除去了用户额外安装中间件CSP程序带来的麻烦，避免了Windows不同版本操作系统兼性容和升级新功能带来的风险，极大提升了易用性。

在本实施方式中，数字签名装置可以为智能卡，例如捷德公司的StarKey100、StarKey200、StarKey220、工行网银使用的U盾等。

该数字签名装置插入用户端中。

在本发明的一个实施方式中，用户端利用控件单元完成数据输入，可采用如下方式：用户输入需要签名的数据信息并确认；控件单元将需要签名的数据保存到缓冲区；判断是否完成数据输入，若判断结果为是，则完成数据输入。其中，缓存区是由控件单元程序在用户端计算机内存中创建的，判断是否完成数据输入是调用控件单元接口程序来完成的。

在本发明的实施方式中，该控件单元至少包括：第一接口，用于负责完成数据输入；第二接口，用于负责输入所述数据至数字签名装置进行数字签名；第三接口，用于负责接收数字签名装置返回的签名数据，并进行显示。其中，

第一接口可采用STDMETHOD(addFormItem)，本实施方式中将给定的数据，如网页里的表单保存在缓冲区，以便签名时使用；

第二接口可采用STDMETHOD(makeAttachedSign)，本实施方式中使用数字签名装置对缓冲区的数据输入至数字签名装置进行签名；

第三接口可采用STDMETHOD(get_attachedSign)，本实施方式中接收数字签名装置返回的签名结果，并将签名结果与相关信息组织成签名数据，并进行显示。

采用上述接口可使已有的系统应用本发明时，使原来的网页代码的改动很少，从而提供兼容性，节约成本。但上述接口仅为本发明的优选实施方式，还可采用其它。

由上述实施方式可知，利用控件单元进行数字签名，减少了数据传递的中间环节，有效避免了敏感数据被黑客截获的风险，同时避免了Windows不同版本操作系统兼性容和升级新功能带来的风险，极大提升了易用性。

实施例二

本发明还提供一种数字签名方法。该方法包括步骤：

下载控件单元到用户端；用户端利用控件单元对需数字签名装置签名的数据进行数字签名。

通过上述实施例，直接利用该控件单元进行数字签名，从而减少了数据传递的中间环节，避免了敏感数据被黑客截获的风险，同时除去了用户额外安装中间件CSP程序带来的麻烦，避免了Windows不同版本操作系统兼容性和升级新功能带来的风险，极大提高了易用性。

在本发明的实施方式中，用户端利用控件单元对需数字签名装置签名的数据进行数字签名，可采用如下方式：利用控件单元完成数据输入；控件单元将输入的数据发送到数字签名装置进行数字签名并得到签名结果；控件单元将签名结果和相关信息组织成签名数据；并将获得的签名数据显示在网页的指定区域。

其中，在本发明的一个实施方式中，利用控件单元完成数据输入，可采用如下方式：用户输入需要签名的数据信息并确认；

控件单元将需要签名的数据保存到缓冲区；判断是否完成数据输入，若判断结果为是，则完成数据输入。

上述实施方式中，相关信息至少包括签名数据原文和签名者的数字证书。

在本发明的实施方式中，下载控件单元到用户端，可采用如下方式：用户端访问嵌入控件单元的网页；判断用户端是否已经安装控件单元；若判断结果为未安装控件单元，则下载该控件单元至用户端。若判断结果为已安装控件单元，则判断该控件单元的版本是否为最新；若判断结果非最新版本，则下载最新版本的控件单元。

在本发明实施方式中，在下载控件单元之前，还包括预备步骤：

将控件单元和依赖文件打成cab包，生成的cab包中至少包括包的名字、包的版本和组件信息；编写调用控件单元的文件，该文件至少包括所述控件单元的下载地址和所述cab包的版本。该依赖文件是指生成cab包的时候需要的配置文件，这个配置文件描述了cab包中文件在目标电脑中安装的路径、控件唯一标识号(classid)，对应操作系统版本号等信息。比如，控件单元文件叫PlutoControl.dll，打包的时候先编写一个脚本，里面描述了安装的路径，文件名，标识号码等信息，然后使用打包工具程序，比如makecab.exe(这个程序微软提供)生成最终的cab包，比如就叫PlutoControl.cab。

以下结合实施例一所述的系统以及附图对该方法进行详细说明。

在本发明的实施方式中，当用户访问应用网站时，下载控件单元到用户端。其中包括初次使用、版本判断和版本更新。

首先，预备阶段：

将控件单元和依赖文件打成cab包。其中，打包的操作可根据实际需要由用户或厂商来作。该cab包中会多出一个文件osd的XML文件。其中，osd文件是一个包含下载工具描述文件，模板文件和任何必要的组件和图形文件的XML文档，其定义了工具中所有组件的源文件和安装位置。并且在该XML文件中至少描述了包的名字、包的版本和组件信息。其中包的版本就是以后升级的比较条件。在生成cab包之前，可以利用打包工具对这个版本进行设置。

其次，编写调用该控件单元的html文件，调用事例如下：

<object

classid＝″clsid:12345678-90AB-CDEF-1234-567890ABCDEF″

codebase＝″http://www.sample.com/test.CAB#version＝1，0，0，1″>

</object>

其中，classid就是组件的CLSID，为网页程序的关键字。codebase就是控件单元的下载地址http://www.sample.com/test.CAB和cab包的版本version＝1，0，0，1。

如图1所示，在本实施方式中，当用户访问应用网站时，使用浏览器浏览嵌入控件单元的网页(见步骤101)，首先判断用户端计算机是否安装有该控件单元(见步骤104)该判断是由Windows系统完成；

若判断结果为没有安装控件单元，则从服务器下载该控件单元。本实施例中，则从上述下载地址http://www.sample.com/test.CAB下载(见步骤102)；

在步骤104中，若判断结果为用户端计算机有控件单元，则判断网页中控件单元的版本是否比用户端计算机中的控件单元的版本新(见步骤105)；

在步骤105中，若判断结果为是，即用户端计算机安装的cab文件的版本较低，则从服务器下载新版本的控件单元(见步骤106)，替换用户端计算机上的旧版本的控件单元。本实施例中，则从下载地址http://www.sample.com/test.CAB下载更新。这样，就可以不用编写或改写任何程序就能实现自动升级功能。当有新版本的控件单元时，就可以新打一个cab包，将该cab版本增加一下，然后在上述codebase的version处改成对应的版本。

最后，浏览器完成加载指定网页(见步骤103)。

在上述实施方式中，从网站上下载的cab文件会保存到用户端计算机windows目录下的“Downloaded Program Files”文件夹里，但不限于此，还可保存在任何地方。如果你的cab包更新过多次，旧的文件并没有被覆盖，而是共存在cab包中，也就是说，用户端计算机上会有该控件单元的各种版本，兼容性得到有效的保障。

在步骤105中，若判断结果为否，即用户端计算机安装的cab文件的版本为最新版本，则执行步骤103。

若在步骤106从服务器下载最新控件单元之后，执行步骤103。

当用户端计算机下载了上述控件单元后，则用户端可利用控件单元对需要数字签名装置签名的数据进行数字签名。以下结合附图2进行说明。

图2为本发明实施例的对需签名数据进行数字签名的流程图。本实施例中，需签名信息是指指定数据或网页表单。如图2所示，对指定数据或网页表单进行数字签名时，可采用如下步骤：

步骤201，利用控件单元完成数据输入。本实施例中，可采用如下步骤：用户在网页输入区域输入需签名的数据信息并用户点击确认按钮；

步骤202，控件单元调用其addFormItem接口将该需要签名的数据保存到控件单元创建的缓冲区；

步骤203，调用控件单元的程序判断是否完成数据输入，若判断结果为未完成，则循环执行步骤201和步骤202直到完成数据的输入。

若在步骤203中，判断的结果为完成数据输入，则执行步骤204；

步骤204，控件单元调用其makeAttachedSign接口把输入的数据发送到数字签名装置；

步骤205，数字签名装置对输入的数据进行数字签名并得到签名的结果。步骤206，控件单元把签名结果、其他必要的信息，如签名密钥对应的证书和签名数据原文组织成PKCS#7格式的签名数据；调用其attachedSign(2.3)接口得到最终结果，即签名数据，并将该签名数据显示在网页中的制定区域。

上述实施例中，数字签名装置可为智能卡，例如捷德公司的StarKey100、StarKey200、StarKey220、工行网银使用的U盾等。

例如工商银行的网上银行，针对背景技术中所述方式，如果采用本发明的方法，使用U盾进行数字签名时通常需要如下步骤：

步骤1，利用控件下载证书到U盾，可按照实施方式二的方式执行。

如果更换一台电脑使用U盾，直接使用即可。

因此，当进行数字签名时，可直接使用该控件单元，从而减少了数据传递的中间环节，避免了敏感数据被黑客截获的风险，同时除去了用户额外安装中间件CSP程序带来的麻烦，避免了Windows不同版本操作系统兼容性和升级新功能带来的风险，操作简单，极大提高了易用性。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种数字签名方法，其特征在于，该方法包括步骤：

下载控件单元到用户端；

利用所述控件单元通过addFormItem接口完成数据输入；

所述控件单元将输入的所述数据通过makeAttachedSign接口发送到数字签名装置；

通过get_attachedSign接口接收所述数字签名装置进行数字签名并得到的签名结果；

所述控件单元将签名结果和相关信息组织成签名数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控件单元将签名结果和相关信息组织成签名数据后，还包括步骤：

将获得的所述签名数据显示在网页的指定区域。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：利用所述控件单元完成数据输入，包括步骤：

用户输入需要签名的数据信息并确认；

所述控件单元将需要签名的数据保存到缓冲区；

判断是否完成数据输入，若判断结果为是，则完成数据输入。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述相关信息至少包括签名数据原文和签名密钥对应的数字证书。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述下载控件单元到用户端，包括步骤：

所述用户端访问嵌入所述控件单元的网页；

判断用户端是否已经安装所述控件单元；

若判断结果为未安装所述控件单元，则下载该控件单元至用户端。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：若判断结果为已安装所述控件单元，则判断该控件单元的版本是否为最新；

若判断结果非最新版本，则下载最新版本的控件单元。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：在下载所述控件单元之前，还包括步骤：

将所述控件单元和依赖文件打包，其中，生成的所述包中至少包括包的名字、包的版本和组件信息；

编写调用控件单元的文件，该文件至少包括所述控件单元的下载地址和所述包的版本。

8.一种数字签名系统，其特征在于，该系统包括：

用户端，用于下载控件单元，所述用户端利用所述控件单元通过addFormItem接口完成数据输入，将输入的所述数据保存后通过makeAttachedSign接口发送到数字签名装置；

数字签名装置，与所述用户端连接，用于接收所述控件单元发送的数据，并对该数据进行数字签名，并将得到签名结果返回所述控件单元；

此外，所述控件单元通过get_attachedSign接口接收所述签名结果，并将签名结果与相关信息组织成签名数据，并将获得的所述签名数据显示在网页的指定区域。

9.一种控件单元，其特征在于，该控件单元至少包括：

第一接口，用于负责完成数据输入，该第一接口为addFormItem接口；

第二接口，用于负责输入所述数据至所述数字签名装置进行数字签名，该第二接口为makeAttachedSign接口；

第三接口，用于负责接收所述数字签名装置返回的所述签名结果，并将签名结果与相关信息组织成签名数据，并进行显示，该第三接口为get_attachedSign接口。

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