訊息鑑別碼(Message Authentication Code)

訊息鑑別碼(Message Authentication Code,MAC)，能夠實現「身份鑑別」、「檢查訊息完整性」兩種功能的機制。即使是密文，也可能在傳輸時遭到竄改，解密成不同的內容產生誤會，訊息鑑別碼就是為了避免這種情況發生。
MAC可以想像成由金鑰和密文排列組合成字串「雜湊碼」。MAC的製作方式有好幾種，包括「HMAC」、「OMAC」、「CMAC」，現在多半使用「HMAC」。

• HMAC：雜湊訊息鑑別碼(hash-based MAC)
• OMAC：單金鑰訊息鑑別碼(one-key MAC)
• CMAC：加密訊息鑑別碼(cipher-based MAC)

MAC缺點是A和B都能對訊息加密，計算MAC，也就是說，無法證明製作原始訊息的是A還是B，因此若其中一方不懷好意，可以在傳出訊息後，主張是對方捏照的信息，由於製作者和驗證者都擁有MAC，因此無法判斷是誰做成MAC，這類詭計可以用「數位簽章」來防範。

HMAC

由於MAC本身存在的安全隱患，HMAC將「key」和訊息再hash，避免反推的情況，會在hash時往裡面加salt，增加複雜度。前幾天提到的加密演算法，不論是哪種，都擺脫不了三種組合：key + message、message + key、key +message + key，因此我們需要更高強度的HMAC。

下列影片清楚講解HMAC架構：

HMAC的優點其中一個最重要的他可以被嵌入在不同的雜湊演算法中，也是因為安全性以及彈性高，HMAC目前廣泛地使用。

在Python中使用HMAC

import hmac
from hashlib import sha1
message = b'Hello, world!'
key = b'secret'
h = hmac.new(key, message, sha1)
print(h.hexdigest())

參考資料：用于消息验证的hash算法HMAC

數位簽章(Digital Signature)

數位簽章是在能夠實現「身份鑑別」和「檢查訊息完整性」兩種功能的訊息鑑別碼裡，加入也確保具有「不可抵賴性」(non-repudiation)的機制。訊息鑑別碼機制使用共同金鑰，造成擁有金鑰的收訊者也可能是訊息的傳送者;另一方面，數位簽章的機制是利用只有傳送者才能製作的稱為「數位簽章」的數據，所以可以確定訊息的製作者。

數位簽章的具體製作方式：參考公開金鑰密碼系統的步驟

數位簽章雖然具備「身份鑑別」、「檢查訊息完整性」、「不可抵賴性」的功能，但仍有一個問題：

• B以為數位簽章是由A製作，但由可能為不懷好意的X偽裝成A，問題的根本原因是，用公開金鑰密碼系統時，無法得知公開金鑰的擁有者身份，收到的公開金鑰裡，並未包含任何可表示製作者的資訊，有可能是偽裝成A的其他人所製作的公開金鑰，此問題可用「數位憑證」機制來解決。

數位憑證(Digital Certificate)

公開金鑰密碼系統和數位簽章的機制，無法確保公開金鑰確實為通訊對象所擁有，因此，如果不懷好意的第三人調換公開金鑰，收訊者無法察覺，需要利用「數位憑證」解決此問題。

步驟：

1. A擁有成對的公開金鑰Pa和私密金鑰Sa，打算把公開金鑰Pa傳送給B
2. 首先，A要向憑證機構(certification authority,CA)申請發行憑證，證明公開金鑰Pa是自己的
3. 憑證機構本身具備準備好的公開金鑰Pc和私密金鑰Sc
4. A把公開金鑰Pa和包含電子郵件地址的個人資訊傳送給憑證機構
5. 憑證機構確認傳來的資訊是否為A本人所有，確認完畢後，用憑證機構的私密金鑰Sc將A的數據製作成數位簽章
6. 憑證機構將製作完成的數位簽章和數據整合成一個電子檔，並且傳送給A，取代公開金鑰
7. A將數位憑證傳送給B，B確認收到的憑證中電子郵件地址是A的，接著B取得憑證機構的公開金鑰
8. B驗證憑證內的簽章是否為憑證機構所發行。憑證的簽章只能用憑證機構的公開金鑰Pc來驗證。換言之，驗證無誤的話，就能確認該憑證確實是由憑證機構發行
9. 確認完憑證後，從憑證中取出A的公開金鑰Pa，這樣就完成A傳給B的步驟

憑證機構可以由任何人或任何公司發行，B取得的公開金鑰Pc，真的是憑證機構製作的嗎？

事實上憑證機構的公開金鑰Pc，也會議數位憑證的方式提供，因此，這個憑證機構的憑證發行者，就是更上層的憑證機構，上層憑證機構製作下層憑證機構的憑證。
位在最上層的憑證機構稱為「根憑證機構」(root CA)，自己的真實性由自己來證明，而root CA用來證明自己的憑證，稱為「根憑證」(root certifficate)。根憑證機構的組織本身若不值得信來，就不會有人使用，所以大多為大企業或政府機關等已經獲得社會信賴的組織。

「伺服器憑證」(server certificate)：同樣是由憑證機構發行，個人的憑證與電子郵件地址綁在一起，伺服器憑證則是與網域連在一起。換言之，透過憑證可以確認管理這個網站網域的組織，以及管理存放網站內容的伺服器組織，兩者是同一個。