基于“文纹”的数字签名新技术

6.3.2　基于“文纹”的数字签名新技术

一、“文纹”简介

每个人的皮肤纹路（包括指纹在内），在图案、断点和交叉点上彼此各不相同；也就是说，人的皮肤纹路存在纹图唯一性，并且具有终生不变性。正是依靠这种唯一性和稳定性，人们才可以把一个人同他自己的指纹一一对应起来，作为其独一无二的个人体征与专属特征。

同理，对于一篇电子商务的文档，也应当必有至少一种能唯一标识它的个文体征与专属特征，并据此足可使之与其他文档区分开来，而这种特性通常可有多种。

西南财经大学周启海教授的创新研究团队所首创的表征任何文档内各个文字及其文中位置唯一性的“文纹”，就是这些独一无二的文档的个文体征与专属特征的自然属性和优秀代表之一。

二、“文纹”分类

按照“文纹”的产生方法的不同，人们可以把“文纹”分为直接“文纹”和凸壳“文纹”。

1．直接“文纹”

直接“文纹”的产生方法是，将一篇商务文档中的各个字看作是一个二维点集的各个点，如图6.3所示。

图6.3　“文纹”的二维点集示意图

图6.3中，X坐标轴表示的是字维，即商务文档中的每个字都被唯一表示为X坐标轴上的点；Y坐标轴表示的是位维，即商务文档中的每个字所出现的位置。这样，所论文档中的每个“字”，都可以唯一地转换，并表示为这个二维“字点”坐标系中的对应“字点”。然后，按照某种字点样本抽样的函数规则，就可在这些点集中选取一些样本字点来作为所论文档的“文纹”。

三、“文纹”嵌入

要消除传统简易数字签名实现过程中所存在的“拦截窃读”的隐患，可通过对明文进行加密来解决。然而现行加密方式的不可破解是靠密钥长度来保证的。随着计算机运算速度的不断提高，攻击方完全有可能通过穷举算法破解出密文，并且现行加密方式存在一个致命弱点，即密文存放的位置比较明显，容易引起攻击方的注意，从而引起其攻击。对于加密方式存在的这种致命隐患，我们可以通过信息隐藏技术加以解决—— 即将所得到的“文纹”嵌入到数字签名中。

传统的密码编码学研究的是如何将明文通过一定的算法形成不为外人所识别的密文，然后进行传输；而信息隐藏技术研究的是如何将一段秘密信息隐藏于一段公开的信息（载体信息）中，然后通过载体信息的传输来实现秘密信息的传输。密码编码学与信息隐藏技术都用于秘密通信，但两者之间存在明显差别。前者传输的信息一旦被攻击方截获并被解密，则密文完全变成明文；后者在传输途中即使信息被截获，由于信息隐藏技术隐蔽性强的特点，攻击方往往很难从公开信息的表面发觉有秘密信息隐藏于其中，从而更谈不上提取其中的秘密信息了。这样，后者无异于比前者多了一层强化保护，使得秘密信息由“看不懂”变为“看不见”，从而大大提高了信息传输的安全性。

基于“文纹”信息隐藏系统的一般模型，如图6.4所示。

图6.4　信息隐藏系统的一般模型

在上述信息隐藏模型中可以看到，我们将所得到的“文纹”嵌入到数字签名中后，即使“文纹”信息被提取出来也会由于其是杂乱无章的“天书”，而使得攻击方无法分辨出在置乱处理前的原“文纹”信息的具体内容。但也正由于经过置乱后的“文纹”信息是杂乱无章的，容易引起攻击方的注意。因此，我们使用信息分存技术，将经过置乱处理后的秘密信息随机分布在载体信息—— 数字签名中，使得攻击方难以从视觉上发现有“文纹”信息隐藏于其中，降低攻击方的注意，减少遭受攻击的可能性，从而很大程度上提高了秘密信息传送的安全性。

电子商务安全问题，是阻碍电子商务发展的主要瓶颈之一。数字签名技术具有良好的防伪造、防篡改、防拒认的功能，而我国最新颁布的《电子签名法》使它在电子商务领域中更具备了替代传统人工签名的权益，现在它正成为保障电子商务安全的关键技术之一。

可以断言，只有进一步改进包括数字签名、信息隐藏在内的各种电子商务安全技术，才能为电子商务的可持续、跨越式发展提供强有力的技术支撑。