CN1798026B

CN1798026B - 一种增强计算机上使用电子签名工具安全性的方法

Info

Publication number: CN1798026B
Application number: CN 200410103401
Authority: CN
Inventors: 李东声
Original assignee: Beijing Tendyron Technology Co Ltd
Current assignee: Tendyron Technology Co Ltd
Priority date: 2004-12-27
Filing date: 2004-12-27
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2024-12-27
Also published as: CN1798026A

Abstract

本发明公开了一种增强计算机上使用电子签名工具安全性的方法，该方法在本端计算机使用电子签名工具对数据进行安全操作前，执行以下步骤：A、本端计算机向对端计算机发送用于安全授权的数据；B、对端计算机对该用于安全授权的数据进行安全操作，将操作后的安全授权数据返回给本端计算机；C、本端计算机将该安全授权数据发送给电子签名工具；D、电子签名工具对该安全授权数据进行校验，如果校验通过，则对本端计算机的数据执行安全操作；否则不进行安全操作。应用本发明方法，不仅能够在用户长时间使用电子签名工具时，防止被他人伪造电子签名或做其他操作，而且具有易于实现、通用性强、实用性强、成本低的优点，便于普及。

Description

一种增强计算机上使用电子签名工具安全性的方法

技术领域

本发明涉及联网计算机间传输签名数据的安全技术，特别涉及一种增强计算机上使用电子签名工具安全性的方法。

背景技术

目前，互联网上提供了很多业务，比如：网上购物、网上交易、网上银行等。为了保证这些业务中传输数据的安全，出现了很多电子签名工具，比如USBKEY，身份认证(IC)卡等，相应的也有很多应用方案，比如网上交易的身份识别，网上支付的交易签名计算等等，提高了网络应用的安全性和方便性。

电子签名工具主要用来执行计算电子签名、对数据进行加密、对电子签名进行校验等安全操作。电子签名工具进行的所有签名、加密、校验等工作，对端都是可以计算校验的数据。也就是说，这个电子签名工具加密的数据，在使用的对端必然应该可以解密、校验。以下分别对签名、加密、校验的过程进行说明。

参见图1，图1为电子签名工具计算电子签名的流程示意图。该流程包括以下步骤：

步骤101、计算机上的应用程序整理要签名的数据，将这些数据通过特定的指令发送给电子签名工具。

一般来说要求签名的数据主要是一些交易金额、用户ID等数据，这些数据是明文的，对端只有在确认用户的电子签名后，才根据这些数据进行交易。可见，电子签名对保护用户利益的重要性。

步骤102、电子签名工具对这些数据根据特定的数字摘要算法(比如SHA-1)计算数字摘要。

步骤103、电子签名工具根据内部的安全算法(比如RSA算法)对数字摘要计算签名。

这里所用的摘要算法和安全算法是存储在电子签名工具之中的，通常互相通信的两端计算机所用的电子签名工具的算法都是相同或相应的，这样可以对互相进行签名验证。

步骤104、电子签名工具将电子签名通过指令的返回传递给计算机的应用程序。

参见图2，图2为电子签名工具对数据进行加密的流程示意图。该流程包括以下步骤：

步骤201、计算机上的应用程序整理要加密的数据，将这些数据通过特定的指令发送给电子签名工具。

步骤202、电子签名工具根据内部的安全算法(比如DES算法)对数据加密。

这里所用的安全算法是存储在电子签名工具之中的，通常互相通信的两端计算机所用的电子签名工具的加/解密算法都是相同或相应的，这样可以对互相进行加/解秘。

步骤203、电子签名工具将加密后的数据通过指令的返回传递给计算机的应用程序。

解密的过程与图2相似，只是计算机应用程序发送的数据是加密数据，电子签名工具进行解密，将解密后的数据返回给计算机应用程序。

参见图3，图3为电子签名工具对接收的电子签名进行校验的流程示意图。该流程包括以下步骤：

步骤301、计算机上的应用程序获得对端的数据和该数据的电子签名，将该数据和电子签名通过特定的指令发送给电子签名工具。

步骤302、电子签名工具对这些数据根据特定的数字摘要算法(比如SHA-1)计算数字摘要。

步骤303、电子签名工具根据内部的安全算法(比如RSA算法)对签名进行解密，得到解密后的数字摘要。

步骤304、电子签名工具将步骤303解密后的数字摘要和步骤302计算出的数字摘要进行比较，如果相同则校验通过，否则校验不通过。

步骤305，电子签名工具将校验的结果通过指令，返回给计算机的应用程序。

基于安全的考虑，目前在用户使用电子签名工具进行对电子数据的加密、认证、签名等操作前，都会对使用用户进行密码校验，以防止其他人未被授权的非法使用此工具，给所有人造成损失。

当用户使用电子签名工具时，一般使用时才连接上计算机，使用完之后就从计算机上取下。当使用的时间比较短的时候，相对十分安全。但当用户使用完该工具后长时间没有从计算机上取下，或者进行长时间频繁操作时(比如网上炒股)时，由于已经完成了密码校验，相对来说电子签名工具是开放的，就无形中存在了使用的安全隐患。

现在的计算机病毒和网络还十分猖獗，很多木马程序可以让黑客通过网络后台远程控制感染者的计算机。当用户自己使用电子签名工具结束后，依然长时间将它连接在计算机上，由于原来使用时已经进行了密码校验，这个校验状态在电子签名工具复位前一直有效，这样，如果黑客远程控制了这台计算机的话，就可以暗中使用这个电子签名工具进行一些数据签名、加密等操作，伪造电子签名工具用户的电子签名，而让用户无所察觉，这样就有可能对用户造成损失。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种增强计算机上使用电子签名工具安全性的方法，在用户长时间使用电子签名工具时，防止被他人伪造电子签名或做其他操作。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种增强计算机上使用电子签名工具安全性的方法，在本端计算机使用电子签名工具对数据进行安全操作前，执行以下步骤：

A、本端计算机向对端计算机发送用于安全授权的数据；

所述的用于安全授权的数据可以为：本端计算机需要进行签名的数据；或本端计算机从电子签名工具获取的随机数；

B、对端计算机对该用于安全授权的数据进行安全操作，将操作后的安全授权数据返回给本端计算机；

C、本端计算机将该安全授权数据发送给电子签名工具；

D、电子签名工具对该安全授权数据进行校验，如果校验通过，则对本端计算机的数据执行安全操作；否则不进行安全操作；

其中，当所述的用于安全授权的数据为本端计算机需要签名的数据时，所述的步骤B包括：对端计算机对该需要签名的数据计算出电子签名，将该电子签名返回给本端计算机；

当所述的用于安全授权的数据为本端计算机从电子签名工具获取的随机数时，所述的步骤B为：对端计算机对该随机数计算出电子签名，将该电子签名返回给本端计算机。

当所述的用于安全授权的数据为本端计算机需要签名的数据时，步骤C中本端计算机进一步将需要签名的数据发送给电子签名工具；

步骤D所述电子签名工具对该安全授权数据进行校验为：电子签名工具对从对端接收的电子签名进行校验。

步骤D所述对本端计算机的数据执行安全操作为：对本端需要签名的数据计算出电子签名，并返回给本端计算机。

当所述的用于安全授权的数据为本端计算机从电子签名工具获取的随机数时，步骤D所述电子签名工具对该安全授权数据进行校验为：电子签名工具对从对端接收的电子签名进行校验。

所述对从对端接收的电子签名进行校验的方法包括：

D1、电子签名工具对用于安全授权的数据计算数字摘要；

D2、电子签名工具对从对端接收的电子签名进行解密，得到解密后的数字摘要；

D3、电子签名工具将步骤D2解密后的数字摘要和步骤D1计算出的数字摘要进行比较，如果相同则校验通过，否则校验不通过。

在本端计算机获取随机数时，将需要签名的数据发送给电子签名工具；

步骤D所述对本端计算机的数据执行安全操作为：电子签名工具在通过校验之后，完成对数据的签名，将电子签名返回给本端计算机。

步骤B中由所述对端计算机对该用于安全授权的数据进行安全操作；或对端计算机将该用于安全授权的数据发送给与该计算机相连的电子签名工具进行安全操作，将操作结果返回给该计算机。

由上述的技术方案可见，本发明的这种增强计算机上使用电子签名工具安全性的方法，在使用电子签名工具前进行了安全授权，只有经过安全授权，才能执行相应的安全操作，能够在用户长时间使用电子签名工具时，防止被他人伪造电子签名或做其他操作。

附图说明

图1为电子签名工具计算电子签名的流程示意图；

图2为电子签名工具对数据进行加密的流程示意图；

图3为电子签名工具对接收的电子签名进行校验的流程示意图；

图4为本发明第一较佳实施例的安全授权流程示意图；

图5为本发明第二较佳实施例的安全授权流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举两个较佳实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明的主要思想是：在使用电子签名工具前进行安全授权，只有经过安全授权，才能执行相应的安全操作。安全授权的过程包括以下步骤：

A、本端计算机向对端计算机发送用于安全授权的数据；

C、本端计算机将该安全授权数据发送给电子签名工具；

D、电子签名工具对该安全授权数据进行校验，如果校验通过，则对本端计算机的数据执行安全操作；否则不进行安全操作。

其中，用于安全授权的数据可以为：本端计算机需要进行签名的数据；或本端计算机从电子签名工具获取的随机数。以下就这两种用于安全授权的数据分别举一个较佳实施例进行详细说明。

第一较佳实施例：

本实施例中，用于安全授权的数据是本端计算机需要进行签名的数据，其安全授权过程参见图4，图4为本发明第一较佳实施例的安全授权流程示意图。该流程包括以下步骤：

步骤401、本端计算机将需要签名的数据发送给对端计算机。

步骤402、对端计算机将该数据发送给与其相连的对端电子签名工具。

步骤403、对端电子签名工具对该数据计算出电子签名。

本步骤包含：计算数字摘要和计算电子签名两个过程。由于这两过程与现有技术相同，这里不再赘述。

步骤404、对端电子签名工具将计算出的电子签名返回给对端计算机。

步骤405、对端计算机将电子签名返回给本端计算机。

步骤406、本端计算机将需要签名的数据和从对端计算机返回的电子签名发送给本端电子签名工具。

步骤407、本端电子签名工具对返回的电子签名工具进行校验。

本步骤中，对返回的电子签名进行校验的方法包括：

1)电子签名工具对本端需要签名的数据计算数字摘要；

2)电子签名工具对从对端接收的电子签名进行解密，得到解密后的数字摘要；

3)电子签名工具将步骤2)解密后的数字摘要和步骤1)计算出的数字摘要进行比较，如果相同则校验通过，否则校验不通过。

步骤408、校验通过后，对需要签名的数据计算出电子签名。

步骤409、本端电子签名工具将校验结果返回给本端计算机，如果是校验通过还将计算出的电子签名返回给本端计算机。

这样，在执行安全授权流程中，同时完成了对本端数据的电子签名，之后，就可以将本端计算机的数据和该数据的电子签名发送给对端计算机。

第二较佳实施例：

本实施例中，用于安全授权的数据是本端计算机从电子签名工具获取的随机数，其安全授权过程参见图5，图5为本发明第二较佳实施例的安全授权流程示意图。该流程包括以下步骤：

步骤501、本端计算机向本端电子签名工具发送获取随机数指令。

步骤502、本端电子签名工具生成一个随机数并记录后，将该随机数发送给本端计算机。

步骤503、本端计算机将获得的随机数发送给对端计算机。

步骤504、对端计算机将该随机数发送给与其相连的对端电子签名工具。

步骤505、对端电子签名工具对该随机数进行加密或计算出电子签名。

本步骤中，加密或计算出电子签名的方法与现有技术相同，这里不再重复说明。

步骤506、对端电子签名工具将加密后的随机数或计算出的电子签名返回给对端计算机。

步骤507、对端计算机将加密后的随机数或电子签名返回给本端计算机。

步骤508、本端计算机将从对端计算机返回的加密的随机数或电子签名发送给本端电子签名工具。

步骤509、本端电子签名工具对返回的加密的随机数或电子签名工具进行校验。

本步骤中，对从对端接收的加密后的随机数进行校验的方法为：将该加密后的随机数进行解密，将得出的解密后的随机数与记录的随机数进行比较；如果相同，则校验通过，否则校验不通过。

本步骤中，对返回的电子签名进行校验的方法包括：

1)电子签名工具对记录的随机数计算数字摘要；

步骤510、本端电子签名工具将校验结果返回给本端计算机。

这样，就完成了安全授权的过程。以后本端计算机就可以使用本端电子签名工具执行对本端数据的加密和电子签名了。

本实施例是本端计算机在每次要到本端电子签名工具进行安全操作前执行的安全授权流程。实际上，也可以在步骤501中，同时将需要加密或签名的数据发送给电子签名工具，然后在步骤509通过校验之后，完成对数据的加密或签名，在步骤510中，将加密后的数据或电子签名返回给本端计算机。这样，本端电子签名工具就可以在安全授权流程中完成对数据的安全操作。

上述两个实施例中，对端计算机对该用于安全授权的数据进行安全操作都是由与对端计算机相连的电子签名工具来完成的，实际应用中，如果对端计算机处理能力较强，也可以由对端计算机通过软件来实现。

由上述的实施例可见，本发明的这种增强计算机上使用电子签名工具安全性的方法，由于安全授权过程是与此次应用的动态数据相关的，所以仿冒这个安全授权并不能用在其他应用过程中，而且对这个安全授权的任何修改也是可以被察觉的，所以完全可以保证电子签名工具的应用安全。同时，本发明方法还具有以下几种优点：

1、易于实现：在现有的应用中增加这种双向认证的机制就可以实现，对现有的应用平台硬件没有任何改动。

2、通用性强：此项方法原则上适用于几乎所有的电子签名工具。

3、实用性强，便于普及：此方法基本上可以杜绝日后仿冒签名进行网上欺诈的可能。

4、成本低：不需要其他单独的硬件产品，只需要调整一些应用流程和软件程序。

总之，应用本发明方法，增加了用户使用的安全性，简单方便，便于普及。

Claims

1.一种增强计算机上使用电子签名工具安全性的方法，其特征在于，在本端计算机使用电子签名工具对数据进行安全操作前，执行以下步骤：

A、本端计算机向对端计算机发送用于安全授权的数据；

所述的用于安全授权的数据为：本端计算机需要进行签名的数据；或本端计算机从电子签名工具获取的随机数；

C、本端计算机将该安全授权数据发送给电子签名工具；

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：当所述的用于安全授权的数据为本端计算机需要签名的数据时，步骤C中本端计算机进一步将需要签名的数据发送给电子签名工具；

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤D所述对本端计算机的数据执行安全操作为：对本端需要签名的数据计算出电子签名，并返回给本端计算机。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述的用于安全授权的数据为本端计算机从电子签名工具获取的随机数时，步骤D所述电子签名工具对该安全授权数据进行校验为：电子签名工具对从对端接收的电子签名进行校验。

5.如权利要求2或4所述的方法，其特征在于，所述对从对端接收的电子签名进行校验的方法包括：

D1、电子签名工具对用于安全授权的数据计算数字摘要；

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤D所述对本端计算机的数据执行安全操作为：对本端需要签名的数据计算出电子签名，并返回给本端计算机。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于：在本端计算机获取随机数时，将需要签名的数据发送给电子签名工具；

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤B中由所述对端计算机对该用于安全授权的数据进行安全操作；或对端计算机将该用于安全授权的数据发送给与该计算机相连的电子签名工具进行安全操作，将操作结果返回给该计算机。