基于前向安全数字签名与XML签名的电子印章研究

电子印章是应用层的数字签名，是电子签章的一种，由于文档签名与其他类型数据如程序，数据库数据等相比有其特殊性，本文针对文档签名的特殊性，如签名的可见与可证实性，文档的归档特性，文档阅读的方便性等进行了分析，指出文档实际上是一种格式化的数据，可以分为数据与格式两个部分，在此基础上提出了对文档进行签名的要求。 前向安全是数字签名应用提出的一个新要求，在要长期保存以备验证的文档中使用数字签名时显得更为重要，本文基于离散对数与求模n的平方根的难题提出了一种不需要额外存储空间的前向安全数字签名方案，该签名方案具有通常长度的公钥与私钥，在提出该签名的同时，给出了利用求模n的平方根的难题做密钥进化来构造前向安全数字签名方案的必要条件，并对该方案的安全性与性能进行了分析。本文把该前向安全数字签名方案应用在电子印章系统中，使得使用印章进行签章的文档具有前向安全性。 在对文档的签章中，把文档数据以及签名数据用XML数据来表示，把文档数据的签名转化为对通用数据对象的签名，由于XML签名规范是数据签名的标准，我们在对文档签章时对其签名元素进行了扩充，满足印章与前向安全签名的要求，同时利用文档转换来保证文档具有的相关特性。本文重点讨论了从RTF格式的文档到XML文档的转换，通过对转换程序的签名由可信的第三方来保证转换的安全性。 最后，本文利用基于文档前向安全签名的XML签名技术，建立了类似PKI的印章管理中心、印章注册机构的电子印章基础设施，给出了设计与验证的方案，印章信息与数字水印结合完成了在文档中电子签名与印章的统一，以印章图象来作为文档被签名的显示标志，并在数字水印中隐藏真实的文档签名信息；随后对建立的电子印章系统与公开密钥基础设施的相关组成部分进行了比较，在PKI基础上实现的电子印章系统，可以考虑与PKI整合，让电子印章系统成为PKI框架下的一部分。