CN110417555A - 一种个人电子签名的安全加密方法和系统 - Google Patents

一种个人电子签名的安全加密方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种个人电子签名的安全加密方法和系统，包括：电子签名制作者申请数字证书；申请人手写签名，并保存为图片；对手写签名图片使用数字水印进行防伪处理；使用SHA1算法将手写签名图片、列号、制章者证书生成摘要值；使用私钥对摘要值进行加密；加密之后返回结果，完成。本发明使用数字水印技术，防复制、防篡改，确保印章唯一；使用非对称算法ECC、杂凑算法SHA1实现了数字签名和验证运算，电子签名的安全性、保密性、防篡改性更高。

Description

一种个人电子签名的安全加密方法和系统
技术领域
本发明涉及电子加密技术领域，特别是指一种个人电子签名的安全加密方法和系统。
背景技术
电子签名并非是书面签名的数字图像化。它其实是一种电子代码，利用它，收件人便能在网上轻松验证发件人的身份和签名。电子签名是现代认证技术的泛称，是包含、附加在某一数据电文内，或逻辑上与某一数据电文相联系的电子形式的数据，它能被用来证实与此数据电文有关的签名人的身份，并表明该签名人认可该数据电文所载信息。而且利用电子签名，还可以验证出文件的原文在传输过程中有无变动。
国家虽然对电子签名有相关规范，但只对关键数据结构与流程做了要求，并未在技术面作为严格约束；因此每个电子签名制作企业所采用的技术有所不同，从而导致电子签名的安全性、保密性、防篡改性也各不相同。有的电子签名很容易被破解和盗用，为企业和个人造成极大损失。
发明内容
本发明提出一种个人电子签名的安全加密方法和系统，解决了现有技术中电子签名很容易被破解和盗用，为企业和个人造成极大损失的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种个人电子签名的安全加密方法，具体包括以下步骤：
A，申请数字证书：电子签名制作者申请数字证书；
B，制作个人手写签名：申请人手写签名，并保存为图片；
C，数字水印防伪处理：对手写签名图片使用数字水印进行防伪处理；
D，使用SHA1生成摘要值：使用SHA1算法将手写签名图片、列号、制章者证书生成摘要值；
E，使用私钥进行ECC加密：使用私钥对摘要值进行加密；
F，返回加密结果：加密之后返回结果，完成。
作为本发明的一个优选实施例，步骤A，申请数字证书具体包括以下步骤：
A1：计算机生成ECC密钥对：计算机产生ECC公私密钥对；
A2：用户申请信息：用户提交个人信息到CA机构；
A3：提交到CA机构：CA机构接收用户申请信息和ECC算法生成的公钥信息；
A4：CA机构证书签名并返回：CA机构使用证书私钥对用户提交的信息进行签名并将结果返回；
A5：签名结果存储于计算机中：系统将CA机构返回的结果存在计算机中，完成证书的签发。
作为本发明的一个优选实施例，步骤E，使用私钥进行ECC加密：使用私钥对摘要值进行加密；具体包括
E1：将手写签名图片、序列号和制章人员证书依次组合成待签数据；
E2：对待签数据进行SHA1的HASH运算，得到摘要值；
E3：使用系统所信任证书对应私钥对摘要值进行ECC加密运算，将加密成果和系统所信任证书组合签名结果，并将待签数据和签名结果上传服务器；
E4：服务器针对待签数据和签名结果进行签名验证，首先从签名结果中取出签名证书，使用其公钥对签名结果中的加密结果进行ECC解密，如果失败，流程结束，否则得到解密结果；
E5：服务器对待签数据进行SHA1的HASH运算，得到摘要结果；
E6：比较解密结果和摘要结果，如果不一致则流程结束，否则进行下一步；
E7：服务器审核签名证书，验证证书的合法有效性，确认是否为系统所信任证书，并返回验证结果；
E8：如果验证结果错误，则流程结束，否则系统将印章的下列属性信息：序列号、水印ID依次组合，对组合信息进行SHA1的HASH运算，得到摘要值；
E9：使用制章人员证书对应私钥对上述摘要值进行ECC加密，将加密结果和制章人员证书组合得到签名信息；
E10：签名信息即为最终的电子签名。
一种个人电子签名的安全加密系统，包括
申请单元，用于电子签名制作者申请数字证书；
制作单元，用于制作个人手写签名，申请人手写签名，并保存为图片；
防伪单元，用于对手写签名图片使用数字水印进行防伪处理；
加密单元，用于使用SHA1算法将手写签名图片、列号、制章者证书生成摘要值，使用私钥对摘要值进行加密；
生成单元，用于返回加密结果，完成。
作为本发明的一个优选实施例，所述申请单元，用于电子签名制作者申请数字证书；具体指的是电子签名制作者申请数字证书，计算机生成ECC密钥对，用户提交个人信息到CA机构，CA机构使用证书私钥对用户提交的信息进行签名并将结果返回，系统将CA机构返回的结果存在计算机中，完成证书的签发。
本发明的有益效果在于：
1)、使用数字水印技术，防复制、防篡改，确保签名唯一；
2)、使用非对称算法ECC、杂凑算法SHA1实现了数字签名和验证运算，电子签名的安全性、保密性、防篡改性更高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种个人电子签名的安全加密方法的流程图；
图2为图1所示步骤A的流程图；
图3为图1中步骤E的流程图；
图4为本发明一种个人电子签名的安全加密系统的原理框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提出了一种个人电子签名的安全加密方法，具体包括以下步骤：
A，申请数字证书：电子签名制作者申请数字证书；
B，制作个人手写签名：申请人手写签名，并保存为图片；
C，数字水印防伪处理：对手写签名图片使用数字水印进行防伪处理；
D，使用SHA1生成摘要值：使用SHA1算法将手写签名图片、列号、制章者证书生成摘要值；
E，使用私钥进行ECC加密：使用私钥对摘要值进行加密；
F，返回加密结果：加密之后返回结果，完成。
如图2所示，步骤A，申请数字证书具体包括以下步骤：
A1：计算机生成ECC密钥对：计算机产生ECC公私密钥对；
A2：用户申请信息：用户提交个人信息到CA机构；
A3：提交到CA机构：CA机构接收用户申请信息和ECC算法生成的公钥信息；
A4：CA机构证书签名并返回：CA机构使用证书私钥对用户提交的信息进行签名并将结果返回；
A5：签名结果存储于计算机中：系统将CA机构返回的结果存在计算机中，完成证书的签发。
如图3所示，步骤E，使用私钥进行ECC加密：使用私钥对摘要值进行加密；具体包括
E1，将手写签名图片、序列号和制章人员证书Pu2依次组合成待签数据M；
E2，对M进行SHA1的HASH运算，得到摘要值D；
E3，使用系统所信任证书Pu1对应私钥Pv1对D进行ECC加密运算，将加密成果和Pu1组合签名结果S1，并将M和S1上传服务器；
E4，服务器针对M和S1进行签名验证。首先从S1中取出签名证书Pu1，使用期公钥对S1中的加密结果进行ECC解密，如果失败，流程结束，否则得到解密结果D’；
E5，服务器对M进行SHA1的HASH运算，得到摘要结果D”；
E6，比较D’和D”，如果不一致则流程结束，否则进行下一步；
E7，服务器审核签名证书Pu1，验证证书的合法有效性，确认是否为系统所信任证书，并返回验证结果；
E8，如果验证结果错误，则流程结束。否则系统将电子签名的下列属性信息：序列号、水印ID等信息依次组合成N，对N进行SHA1的HASH运算，得到摘要值D1；
E9，使用Pu2对应私钥Pv2对D1进行ECC加密，将加密结果和Pu2组合得到签名信息S2；
E10，S2信息即为最终的电子签名。
如图4所示，本发明还提出了一种个人电子签名的安全加密系统，包括
申请单元，用于电子签名制作者申请数字证书；
制作单元，用于制作个人手写签名，申请人手写签名，并保存为图片；
防伪单元，用于对手写签名图片使用数字水印进行防伪处理；
加密单元，用于使用SHA1算法将手写签名图片、列号、制章者证书生成摘要值，使用私钥对摘要值进行加密；
生成单元，用于返回加密结果，完成。
所述申请单元，用于电子签名制作者申请数字证书；具体指的是电子签名制作者申请数字证书，计算机生成ECC密钥对，用户提交个人信息到CA机构，CA机构使用证书私钥对用户提交的信息进行签名并将结果返回，系统将CA机构返回的结果存在计算机中，完成证书的签发。
加密单元的具体工作原理为：将手写签名图片、序列号和制章人员证书依次组合成待签数据；对待签数据进行SHA1的HASH运算，得到摘要值；使用系统所信任证书对应私钥对摘要值进行ECC加密运算，将加密成果和系统所信任证书组合签名结果，并将待签数据和签名结果上传服务器；服务器针对待签数据和签名结果进行签名验证，首先从签名结果中取出签名证书，使用其公钥对签名结果中的加密结果进行ECC解密，如果失败，流程结束，否则得到解密结果；服务器对待签数据进行SHA1的HASH运算，得到摘要结果；比较解密结果和摘要结果，如果不一致则流程结束，否则进行下一步；服务器审核签名证书，验证证书的合法有效性，确认是否为系统所信任证书，并返回验证结果；如果验证结果错误，则流程结束，否则系统将印章的下列属性信息：序列号、水印ID依次组合，对组合信息进行SHA1的HASH运算，得到摘要值；使用制章人员证书对应私钥对上述摘要值进行ECC加密，将加密结果和制章人员证书组合得到签名信息；签名信息即为最终的电子签名。
本发明的优点在于：
1)、使用数字水印技术，防复制、防篡改，确保签名唯一；
2)、使用非对称算法ECC、杂凑算法SHA1实现了数字签名和验证运算，电子签名的安全性、保密性、防篡改性更高。
ECC算法具有以下特性：
安全性高：用国际上公认的对于ECC算法最有效的攻击方法--Pollard rho方法去破译和攻击ECC算法，它的破译或求解难度基本上是指数级的；
处理速度快：在私钥的加密解密速度上，ecc算法比RSA、DSA速度更快。
SHA1有如下特性：
不可以从消息摘要中复原信息；
两个不同的消息不会产生同样的消息摘要。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种个人电子签名的安全加密方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
A，申请数字证书：电子签名制作者申请数字证书；
B，制作个人手写签名：申请人手写签名，并保存为图片；
C，数字水印防伪处理：对手写签名图片使用数字水印进行防伪处理；
D，使用SHA1生成摘要值：使用SHA1算法将手写签名图片、列号、制章者证书生成摘要值；
E，使用私钥进行ECC加密：使用私钥对摘要值进行加密；
F，返回加密结果：加密之后返回结果，完成。
2.根据权利要求1所述的个人电子签名的安全加密方法，其特征在于，步骤A，申请数字证书具体包括以下步骤：
A1：计算机生成ECC密钥对：计算机产生ECC公私密钥对；
A2：用户申请信息：用户提交个人信息到CA机构；
A3：提交到CA机构：CA机构接收用户申请信息和ECC算法生成的公钥信息；
A4：CA机构证书签名并返回：CA机构使用证书私钥对用户提交的信息进行签名并将结果返回；
A5：签名结果存储于计算机中：系统将CA机构返回的结果存在计算机中，完成证书的签发。
3.根据权利要求1所述的个人电子签名的安全加密方法，其特征在于，步骤E，使用私钥进行ECC加密：使用私钥对摘要值进行加密；具体包括
E1：将手写签名图片、序列号和制章人员证书依次组合成待签数据；
E2：对待签数据进行SHA1的HASH运算，得到摘要值；
E3：使用系统所信任证书对应私钥对摘要值进行ECC加密运算，将加密成果和系统所信任证书组合签名结果，并将待签数据和签名结果上传服务器；
E4：服务器针对待签数据和签名结果进行签名验证，首先从签名结果中取出签名证书，使用其公钥对签名结果中的加密结果进行ECC解密，如果失败，流程结束，否则得到解密结果；
E5：服务器对待签数据进行SHA1的HASH运算，得到摘要结果；
E6：比较解密结果和摘要结果，如果不一致则流程结束，否则进行下一步；
E7：服务器审核签名证书，验证证书的合法有效性，确认是否为系统所信任证书，并返回验证结果；
E8：如果验证结果错误，则流程结束，否则系统将印章的下列属性信息：序列号、水印ID依次组合，对组合信息进行SHA1的HASH运算，得到摘要值；
E9：使用制章人员证书对应私钥对上述摘要值进行ECC加密，将加密结果和制章人员证书组合得到签名信息；
E10：签名信息即为最终的电子签名。
4.一种个人电子签名的安全加密系统，其特征在于，包括
申请单元，用于电子签名制作者申请数字证书；
制作单元，用于制作个人手写签名，申请人手写签名，并保存为图片；
防伪单元，用于对手写签名图片使用数字水印进行防伪处理；
加密单元，用于使用SHA1算法将手写签名图片、列号、制章者证书生成摘要值，使用私钥对摘要值进行加密；
生成单元，用于返回加密结果，完成。
5.根据权利要求4所述的个人电子签名的安全加密系统，其特征在于，所述申请单元，用于电子签名制作者申请数字证书；具体指的是电子签名制作者申请数字证书，计算机生成ECC密钥对，用户提交个人信息到CA机构，CA机构使用证书私钥对用户提交的信息进行签名并将结果返回，系统将CA机构返回的结果存在计算机中，完成证书的签发。
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