申論題

當愛麗斯希望證明文件 M 確實是由她寄出，而不特別關心機密性時，她可以使用數字簽名的方法來確保文件的真實性和完整性。數字簽名是非對稱加密技術的一個重要應用，使得接收者可以驗證文件確實來自於聲稱的發送者，並且在傳輸過程中未被篡改。以下是實現這一過程的步驟：

步驟 1: 愛麗斯生成密鑰對

• 愛麗斯生成一對密鑰：一個私有密鑰和一個公開密鑰。她保留私有密鑰，並將公開密鑰公開發布或發送給圓圓。

步驟 2: 創建數字簽名

• 生成數字指紋：愛麗斯使用一個哈希函數對文件 M 進行哈希處理，生成一個獨特的數字摘要（指紋）h(M)。
• 簽名數字指紋：愛麗斯使用她的私有密鑰對這個數字摘要進行加密，生成數字簽名 S。

步驟 3: 發送文件和簽名

• 愛麗斯將原始文件 M 和數字簽名 S 一同發送給圓圓。由於不關心機密性，文件 M 可以不進行加密。

步驟 4: 驗證簽名

• 驗證簽名的真實性：圓圓收到文件 M 和簽名 S 后，使用愛麗斯的公開密鑰對簽名 S 進行解密，得到數字摘要 h′(M)。
• 計算接收到的文件的哈希值：圓圓對接收到的文件 M 使用相同的哈希函數計算出一個數字摘要。
• 比較摘要：圓圓比較從簽名中解密出的摘要 h′(M) 與直接計算的文件摘要是否一致。如果兩者一致，則證明文件未被篡改且確實由愛麗斯發送。

這種數字簽名方法不僅證明了文件的來源，也保護了文件的完整性。透過這個過程，即使文件在傳輸過程中是公開的，圓圓也能確定文件是愛麗斯發送的，並且在傳輸過程中未被修改。