数字签qian名是一种加密机制，用于验证数字zi和数据的真实性和完整zheng性。我们可以把它看作是传统手写签名ming方法的数字版本，它比签名具有更geng高的复杂性和安an全性。
简而言之，我们可以把数字zi签名理解为附加在zai消息或文档上的代码。数字签名生成后，可以作为证据证明消息在从发送方到dao接收方的传输过程中没有you被篡改。尚力财经jing小编2022
虽然使用密码学来保bao护通信机密性的概念nian可以追溯到古代，但是随着公钥密码学xue(PKC)的发展，数字zi签名方案在20世纪70年代成为现实shi。因此，要了解数字签名ming的工作原理，首先需要了解哈希函数shu和公钥加密的基ji础知识。
哈希是数字签名中的核心元素之一yi。哈希值的运算过程是指将任意长chang度的数据转换为固定长度du。这是通过一种叫做散列函数的特殊shu操作来实现的。哈希函数运算suan产生的值称为哈希值或消息摘要。
当dang哈希值与加密算法相结合，即采用加jia密哈希函数的方法生成哈ha希值(抽象)时，该gai值可以作为唯一yi的数字指纹。这意味着对输入ru数据(消息)的任何更改都会导dao致完全不同的输shu出值(哈希值)。这就是为什么加密哈ha希函数被广泛用于验证数字和he数据的真实性。
公钥加jia密或PKC是指zhi使用一对密钥的加jia密系统：公钥和私钥yao。这两个密钥在数学上是shi相关的，可以用于数shu据加密和数字签名。
PKC作为一种加密工具ju，比对称加密具有更geng高的安全性。对dui称加密系统依靠相xiang同的密钥来加密和解密信息，但PKC使用公钥来加密数据，使用相应ying的私钥来解密数据。
此外，PKC还可以yi应用于生成数字签名。本质zhi上，这个过程的发送方用自己的de私钥加密消息(数据)的哈希xi值。接下来，消息xi的接收者可以使用签名者提供gong的公钥来检查数字签名是否有you效。
在某些情况下，数字签名本身可能neng包括加密过程，但情况并非总是如此ci。例如，比特币区qu块链使用PKC和数字签名ming，但它并没有像大多数人认ren为的那样在这个过guo程中加密。在技术上，比特te币部署了所谓的椭tuo圆曲线数字签名算法(ECDSA)来验证交易。
在加密货huo币的背景下，数尚力财经jing小编2022字签名系统通常包含三个ge基本过程：哈希、签名和验证zheng。
第一步是散san列消息或数据。哈希算法用yong于计算数据并生成哈希值zhi(即消息摘要)。如上所述，消息xi的长度可能变化很大，但是当dang消息被散列时，它们的散列都dou具有相同的长度。这是哈希函数最zui基本的属性。
然而，仅仅散列消息并不是shi生成数字签名的必要条件，因为还可以用私钥加密没有散列的de消息。但是，对于加密货币来lai说，需要对消息进jin行哈希函数处理，因为处理一个固定ding长度的哈希值有助zhu于加密货币程序的运行。
信息经过哈希处理后，消息xi的发送方需要对dui其消息进行签名。这就是使用yong公钥加密的地方。数字签名算法有几种zhong类型，每种算法都有自己独特te的运行机制。本质zhi上，散列消息(散san列值)由私钥签qian名，然后消息的接收shou者可以使用相应的公钥(由签名者提供)来检查其有效性。
换句话说，如果在生成签名时不使用私人钥匙chi，电文的接收者将无法使用相应的公gong共钥匙来核实其有效性。公钥和私钥都dou由消息的发送方生成，但dan只有公钥与接收方共享xiang。
应当dang指出，数字签名与yu每封邮件的内容相关联。因此，与手shou写签名不同，每封邮件的数字签名是不bu同的。
我们举个例子zi来说明整个过程，包括从开始到最后一步的验证。假jia设Alice向Bob发fa送了一条消息，对该消息进行哈希处chu理以获得哈希值，然后hou将该哈希值与她的私钥相结jie合以生成数字签名。数字签名将是shi邮件的唯一数字指纹。
当Bob收到消息时，他可以使用Alice提供的公钥来检查数字zi签名的有效性。这样Bob就可以yi确定签名是Alice创建的，因为只有她有与公gong钥对应的私钥(至少这和我们的假设she是一致的)。
因此，Alice保管好自zi己的私钥是非常重zhong要的。如果另一个人ren得到了爱丽丝的de私钥，他们也可以创建一个ge数字签名，并假jia装成爱丽丝。在比特币的背景下，这zhe意味着有人可以使用爱丽丝si的私钥，在她不知情的情qing况下转移或使用她的de比特币。
数字签名通tong常用于实现以下三个目标：数shu据完整性、认证zheng性和不可否认性。
数据完整性。Bob可以验yan证Alice的消息xi是否被篡改。邮件中的任何he变化都会产生完全不同的数字签名。
真zhen实性。只要Alice保留她的私钥yao，Bob就可以使用她ta的公钥来确认数字签名是由Alice自己创建的，而不是shi由其他任何人创建的。
不可否认性。签名ming生成后，除非她的私钥以某种方式泄xie露，否则Alice将jiang来不能否认签署了签qian名。
数字签名可以应用yong于各种数字文档和证zheng书。因此，它们men有几种应用。一些xie最常见的案例包括：
信息技术shu。增强互联网通信系xi统的安全性。
金融。数字签名可以应用于审shen计、财务报告、贷dai款协议等等。
法律。数字签名可以应用于yu各种商业合同和法律协xie议，包括政府文件jian。
保健jian。数字签名可以防止处方fang和医疗记录的欺诈。
区块链.数字签名方案确保只有加jia密货币的合法所有者才能签署交jiao易和转移资金(只要他们men的私钥不被侵犯)。
数字签名方案面临的主要挑战zhan主要局限于以下三个因yin素：
算法。数字签名方fang案中使用的算法要求高质量。包bao括选择可靠的散列函数和加密mi系统。
实现xian。如果算法完备，但dan没有好的实现方案，数字zi签名系统也可能存在隐患。
私钥。如果私钥以yi某种方式丢失或泄露，真zhen实性和不可否认ren性将得不到保证。对于加密货huo币用户来说，丢失私钥可能会hui导致重大财产损失。
简而言之，数字签名可ke以理解为一种特定类型的电子签名ming，特别是通过电子zi手段对文件和消息进jin行签名。因此，所有的数字签名都可ke以被视为电子签名，反之亦yi然。
两者的主要区别在zai于认证方式。数字签qian名需要部署加密系统，如哈希xi函数、公钥加密和加密mi技术。
哈希函数shu和公钥加密是数字签名系统tong的核心，已经在zai各种情况下得到应用。如果正确实施，数字签名可以提高安全quan性，确保完整性，并有助于各种数shu据的身份验证。
在区qu块链领域，数字签名用于签署和he授权加密货币交易。它们对比特te币尤其重要，因为数字签名可以确保bao代币只能被拥有相应ying私钥的人使用。
虽然ran我们使用电子签名和数shu字签名已经很多duo年了，但是仍然有很大的de发展空间。现在大部分的公文还hai是基于纸质材料liao，但是随着更多的系统向数字化迁移，我们会看到更多的数shu字签名方案。
