Interoperabilità delle procedure di sportello unico

Il sistema per la creazione e la verifica di firme digitali sfrutta le caratteristiche della crittografia asimmetrica.

Un sistema crittografico garantisce la riservatezza del contenuto dei messaggi, rendendoli incomprensibili a chi non sia in possesso di una "chiave" (intesa secondo la definizione crittologica) per interpretarli. Nei sistemi crittografici a chiave pubblica, detti anche a chiave asimmetrica, ogni utente ha una coppia di chiavi: una chiave privata, da non svelare a nessuno, con cui può decifrare i messaggi che gli vengono inviati e firmare i messaggi che invia, e una chiave pubblica, che altri utenti utilizzano per cifrare i messaggi da inviargli e per decifrare la sua firma e stabilirne quindi l'autenticità.

Per ogni utente, le due chiavi vengono generate da un apposito algoritmo con la garanzia che la chiave privata sia la sola in grado di poter decifrare correttamente i messaggi cifrati con la chiave pubblica associata e viceversa. Lo scenario in cui un mittente vuole spedire un messaggio ad un destinatario in modalità sicura è il seguente: il mittente utilizza la chiave pubblica del destinatario per la cifratura del messaggio da spedire, quindi spedisce il messaggio cifrato al destinatario; il destinatario riceve il messaggio cifrato e adopera la propria chiave privata per ottenere il messaggio "in chiaro".

Grazie alla proprietà delle due chiavi, inversa rispetto a quella appena descritta, un sistema di questo tipo è adatto anche per ottenere dei documenti firmati. Infatti, la chiave pubblica di un utente è la sola in grado di poter decifrare correttamente i documenti cifrati con la chiave privata di quell'utente. Se un utente vuole creare una firma per un documento, procede nel modo seguente: con l'ausilio di una funzione hash (pubblica) ricava l'impronta digitale del documento, detta anche message digest, un file di dimensioni relativamente piccole (160 bit) che contiene una sorta di codice di controllo relativo al documento stesso, dopodiché utilizza la propria chiave privata per cifrare l'impronta digitale: il risultato di questa codifica è la firma. La funzione hash è fatta in modo da rendere minima la probabilità che da testi diversi si possa ottenere il medesimo valore dell'impronta, inoltre, è one-way, a senso unico, questo significa che dall'impronta è impossibile ottenere nuovamente il testo originario ovvero essa è non invertibile. La firma prodotta dipende dall'impronta digitale del documento e, quindi, dal documento stesso, oltre che dalla chiave privata dell'utente. A questo punto la firma viene allegata al documento.

Chiunque può verificare l'autenticità di un documento: per farlo, decifra la firma del documento con la chiave pubblica del mittente, ottenendo l'impronta digitale del documento, e quindi confronta quest'ultima con quella che si ottiene applicando la funzione hash al documento ricevuto; se le due impronte sono uguali, l'autenticità e l'integrità del documento sono garantite.
La firma digitale assicura inoltre il non ripudio: il firmatario di un documento trasmesso non può negare di averlo inviato, né può il ricevente negare di averlo ricevuto. Detta in altre parole significa che l'informazione non può essere disconosciuta, come nel caso di una firma convenzionale su un documento cartaceo in presenza di testimoni.

Le operazioni di firma e di verifica possono essere demandate ad un apposito programma rilasciato dall'ente certificatore oppure al proprio provider di posta elettronica, che, con una semplice configurazione, le effettuerà automaticamente.