IRSDP 读书笔记 - 2. Basic Abstractio

《Introduction to Reliable and Secure Distributed Programming》

2.3 Cryptographic Abstractions

当分布式算法运行在非可信环境时，可以通过密码操作保护消息。基本的 cryptographic primitives 包括：hash functions、MACs 和 digital signatures。

所有的 process 需要预先持有密码操作所需的 key，关于 key 的管理分发，本书不会讨论。

2.3.1 Hash Functions

hash function 将任意长度的字符串映射为比较短的唯一的表示。我们用 H 表示这个函数，x 表示任意长度的字符串，h 表示返回的值，如果找不到两个不同的 x 和 x' 使得 H(x) = H(x')，那么称这个 hash function 是 collision-free 的。

2.3.2 Message-Authentication Codes(MACs)

message-authentication code (MAC) 基于一个共享对称密钥，仅仅消息的发送方和接收方知道这个密钥，发送方计算的消息的 authenticator，附加在消息上一起发送给接收方，接收方可以通过收到的 authenticator 验证消息是否是发送方签发的。

在本书中，我们假设每对 Π × Π process 分别持有共享的对称密钥，发送方通过 authenticate(p, q, m) 方法获取 authenticator a，接收方通过 verifyauth(q, p, m, a) 方法验证消息。

2.3.3 Digital Signatures

digital signature scheme 为系统中的多方提供数据认证，而且系统不需要预先共享信息。

系统中的每一方拥有一对公钥和私钥，私钥自己持有，公钥对系统开放，并且公钥跟 identity 关联。

p 通过 sign(p, m) 方法对消息进行签名 s，q 就可以通过 verifysig(q, m, s) 方法验证消息。

digital signature 相比于 MAC 提供了更强大的数据认证功能，即使是不可信的第三方也可以验证消息。