В огромном мире криптографии выделяются два распространенных метода обеспечения целостности и аутентификации данных: цифровые подписи и коды аутентификации сообщений (MAC). В этой статье мы углубимся в ключевые различия между этими двумя методами, рассмотрим их применение и предоставим вам примеры кода, которые помогут вам лучше их понять.

Цифровые подписи.
Цифровые подписи — это криптографические методы, используемые для проверки подлинности и целостности цифровых сообщений или документов. Они позволяют гарантировать, что сообщение не было подделано и что оно исходит от заявленного отправителя. В цифровых подписях используются алгоритмы асимметричного ключа, такие как RSA или ECDSA, для создания уникальной подписи, которую можно проверить с помощью соответствующего открытого ключа.

Пример кода:
Вот упрощенный фрагмент кода на Python, который демонстрирует, как генерировать и проверять цифровую подпись с помощью библиотеки PyCryptodome:

from Crypto.Signature import pkcs1_15
from Crypto.Hash import SHA256
from Crypto.PublicKey import RSA
# Generate a new RSA key pair
key = RSA.generate(2048)
# Create a hash object
hash_obj = SHA256.new(b'Message to be signed')
# Create a signer object using the private key
signer = pkcs1_15.new(key)
# Generate the digital signature
signature = signer.sign(hash_obj)
# Verify the signature using the public key
verifier = pkcs1_15.new(key.publickey())
try:
    verifier.verify(hash_obj, signature)
    print("Signature is valid.")
except (ValueError, TypeError):
    print("Signature is invalid.")

Коды аутентификации сообщений (MAC):
Коды аутентификации сообщений (MAC) — это криптографические методы, используемые для обеспечения целостности и подлинности данных. В отличие от цифровых подписей, MAC используют алгоритмы симметричного ключа, такие как HMAC или CMAC, которые требуют общего секретного ключа между отправителем и получателем. MAC генерируют тег фиксированного размера, который добавляется к сообщению. Затем получатель может проверить целостность сообщения, повторно вычислив MAC и сравнив его с полученным тегом.

Пример кода:
Вот простой фрагмент кода на Python, который демонстрирует, как сгенерировать и проверить MAC-адрес с помощью библиотеки PyCryptodome:

from Crypto.Hash import HMAC, SHA256
from Crypto.Random import get_random_bytes
# Generate a random secret key
key = get_random_bytes(16)
# Create a hash object
hash_obj = HMAC.new(key, digestmod=SHA256)
# Calculate the MAC for the message
hash_obj.update(b'Message to be authenticated')
mac = hash_obj.digest()
# Verify the MAC
hash_obj.verify(mac)  # Raises an exception if the MAC is invalid
print("MAC is valid.")

Подводя итог, цифровые подписи и MAC служат разным целям в криптографии. Цифровые подписи в основном используются для обеспечения неотказуемости и аутентификации, тогда как MAC ориентированы на обеспечение целостности данных. Цифровые подписи используют алгоритмы асимметричного ключа и полезны в сценариях, где необходимо проверить личность отправителя. С другой стороны, MAC используют алгоритмы симметричного ключа и подходят для ситуаций, когда и отправитель, и получатель имеют общий секретный ключ.

Понимая разницу между цифровыми подписями и MAC, вы можете выбрать метод, соответствующий вашим конкретным криптографическим потребностям, и повысить безопасность ваших цифровых коммуникаций.