在现实社会中，签名作为签名者身份的一种证明，签名代表对签名文件的认可，不可抵赖。理论上签名是可信、不可伪造的。现在网络环境越来越广泛，有大量的信息通过网络传播，并且会保存在上面。这些电子数据显然无法人工签名，数字签名就孕育而生。本文将介绍什么是数字签名、数字签名的特性与相关技术。

数字签名（英语：Digital Signature，又称公钥数字签名）是一种功能类似写在纸上的普通签名、但是使用了公钥加密领域的技术，以用于鉴别数字信息的方法。一套数字签名通常会定义两种互补的运算，一个用于签名，另一个用于验证。法律用语中的电子签章与数字签名代表之意义并不相同。电子签章指的是依附于电子文件并与其相关联，用以辨识及确认电子文件签署人身份、资格及电子文件真伪者；数字签名则是以数学算法或其他方式运算对其加密而形成的电子签章。意即并非所有的电子签章都是数字签名。

数字签名不是指将签名扫描成数字图像，或者用触摸板获取的签名，更不是落款。

数字签名了的文件的完整性是很容易验证的（不需要骑缝章、骑缝签名，也不需要笔迹鉴定），而且数字签名具有不可抵赖性（即不可否认性），不需要笔迹专家来验证。

原理

通常我们使用公钥加密，用私钥解密。而在数字签名中，我们使用私钥加密（相当于生成签名），公钥解密（相当于验证签名）。

我们可以直接对消息进行签名（即使用私钥加密，此时加密的目的是为了签名，而不是保密），验证者用公钥正确解密消息，如果和原消息一致，则验证签名成功。但通常我们会对消息的散列值签名，因为通常散列值的长度远小于消息原文，使得签名（非对称加密）的效率大大提高。注意，计算消息的散列值不是数字签名的必要步骤。

在实际使用中，我们既想加密消息，又想签名，所以要对加密和签名组合使用，比如TLS就组合了加密和签名。

数字签名应用了公钥密码领域使用的单向函数原理。单向函数指的是正向操作非常简单，而逆向操作非常困难的函数，比如大整数乘法。这种函数往往提供一种难解或怀疑难解的数学问题。目前,公钥密码领域具备实用性的三个怀疑难解问题为：质数分解，离散对数和椭圆曲线问题。

操作

数字签名就是将公钥密码反过来使用。签名者将信息用私钥加密（这是一种反用，因为通常公钥密码中私钥用于解密），然后公布公钥；验证者使用公钥将加密讯息解密并比对消息（一般签名对象为消息的散列值。本节为了讲解方便，假设数字签名直接将消息而非散列值签名）。

因此，可靠的公钥密码算法均能构建出可靠的数字签名。下面讲解为何反用公钥密码算法能够构建出安全的数字签名。

Alice是签名者，假设她要对消息A进行签名。现在, Alice生成了其公私钥密码对，公布该公钥，然后将消息用私钥加密后发布。

现在，我们希望Alice的签名算法具有如下特性：1,确认消息在传输过程中没有丢位，没被篡改（完整性）. 2,确认消息的发送者是发布公钥的Alice（认证）. 3,确认Alice的确发布过该消息（不可否认性）

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