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什么是數(shù)字簽名?

數(shù)字簽名(一種電子簽名)是一種數(shù)學(xué)算法，通常用于驗(yàn)證消息(例如，電子郵件、信用卡交易或數(shù)字文檔)的真實(shí)性和完整性。數(shù)字簽名創(chuàng)建個(gè)人或?qū)嶓w獨(dú)有的虛擬指紋，用于識(shí)別用戶并保護(hù)數(shù)字消息或文檔中的信息。在電子郵件中，電子郵件內(nèi)容本身成為數(shù)字簽名的一部分。數(shù)字簽名明顯比其他形式的電子簽名更安全。

為什么要使用數(shù)字簽名?

數(shù)字簽名提高了在線交互的透明度，并在客戶、業(yè)務(wù)合作伙伴和供應(yīng)商之間建立了信任。

數(shù)字簽名如何工作?

熟悉以下術(shù)語(yǔ)以更好地了解數(shù)字簽名的工作原理：

• 散列函數(shù)– 散列函數(shù)(也稱為“散列”)是由數(shù)學(xué)算法和任意大小的文件(例如電子郵件、文檔、圖片或其他類型的數(shù)據(jù))生成的固定長(zhǎng)度的數(shù)字和字母字符串。這個(gè)生成的字符串對(duì)于被散列的文件是唯一的，并且是一個(gè)單向函數(shù)——計(jì)算出的散列不能被反轉(zhuǎn)以找到可能生成相同散列值的其他文件。目前使用的一些較流行的散列算法是安全散列算法 1 (SHA-1)、安全散列算法 2 系列(SHA-2 和 SHA-256)和消息摘要 5 (MD5)。
• 公鑰加密——公鑰加密(也稱為非對(duì)稱加密)是一種使用密鑰對(duì)系統(tǒng)的加密方法。一個(gè)稱為公鑰的密鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。另一個(gè)密鑰稱為私鑰，用于解密數(shù)據(jù)。公鑰加密可以通過(guò)多種方式來(lái)確保機(jī)密性、完整性和真實(shí)性。公鑰密碼學(xué)可以

• 通過(guò)使用發(fā)件人的私鑰創(chuàng)建消息的數(shù)字簽名來(lái)確保完整性。這是通過(guò)散列消息并用他們的私鑰加密散列值來(lái)完成的。通過(guò)這樣做，對(duì)消息的任何更改都將導(dǎo)致不同的哈希值。
• 通過(guò)使用收件人的公鑰加密整個(gè)消息來(lái)確保機(jī)密性。這意味著只有擁有相應(yīng)私鑰的接收者才能閱讀該消息。
• 使用公鑰驗(yàn)證用戶的身份并對(duì)照證書頒發(fā)機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查。
• 公鑰基礎(chǔ)設(shè)施 (PKI) – PKI 由支持公鑰分發(fā)和具有數(shù)字證書和證書頒發(fā)機(jī)構(gòu)的個(gè)人或?qū)嶓w身份驗(yàn)證的策略、標(biāo)準(zhǔn)、人員和系統(tǒng)組成。

• 證書頒發(fā)機(jī)構(gòu) (CA) – CA 是受信任的第三方，它驗(yàn)證一個(gè)人的身份，并代表他們生成公鑰/私鑰對(duì)，或者將這個(gè)人提供的現(xiàn)有公鑰與該人相關(guān)聯(lián)。一旦 CA 驗(yàn)證了某人的身份，他們就會(huì)頒發(fā)一個(gè)由 CA 數(shù)字簽名的數(shù)字證書。然后，數(shù)字證書可用于在請(qǐng)求時(shí)驗(yàn)證與公鑰相關(guān)聯(lián)的人。
• 數(shù)字證書——數(shù)字證書類似于駕駛執(zhí)照，因?yàn)樗鼈兊哪康氖亲R(shí)別證書的持有人。數(shù)字證書包含個(gè)人或組織的公鑰，并由 CA 進(jìn)行數(shù)字簽名。有關(guān)組織、個(gè)人和 CA 的其他信息也可以包含在證書中。
• 相當(dāng)好的隱私 (PGP)/OpenPGP – PGP/OpenPGP 是 PKI 的替代品。使用 PGP/OpenPGP，用戶通過(guò)簽署具有可驗(yàn)證身份的人的證書來(lái)“信任”其他用戶。這些簽名越相互關(guān)聯(lián)，在互聯(lián)網(wǎng)上驗(yàn)證特定用戶的可能性就越大。這個(gè)概念被稱為“信任網(wǎng)絡(luò)”。
• 數(shù)字簽名的工作原理是證明數(shù)字消息或文檔從簽名時(shí)起沒(méi)有被有意或無(wú)意地修改過(guò)。數(shù)字簽名通過(guò)生成消息或文檔的唯一散列并使用發(fā)件人的私鑰對(duì)其進(jìn)行加密來(lái)實(shí)現(xiàn)此目的。生成的散列對(duì)于消息或文檔是唯一的，更改其中的任何部分都將徹底更改散列。

完成后，消息或數(shù)字文檔將進(jìn)行數(shù)字簽名并發(fā)送給收件人。然后，接收者生成他們自己的消息或數(shù)字文檔的哈希值，并使用發(fā)送者的公鑰解密發(fā)送者的哈希值(包含在原始消息中)。接收者將他們生成的哈希值與發(fā)送者的解密哈希值進(jìn)行比較;如果匹配，則消息或數(shù)字文檔未被修改并且發(fā)件人已通過(guò)身份驗(yàn)證。

為什么要使用帶有數(shù)字簽名的 PKI 或 PGP?

將數(shù)字簽名與 PKI 或 PGP 結(jié)合使用可以加強(qiáng)它們，并通過(guò)驗(yàn)證密鑰屬于發(fā)送者并驗(yàn)證發(fā)送者的身份來(lái)減少與傳輸公鑰相關(guān)的可能安全問(wèn)題。數(shù)字簽名的安全性幾乎完全取決于私鑰的保護(hù)程度。如果沒(méi)有 PGP 或 PKI，就不可能證明某人的身份或撤銷已泄露的密鑰;這可能允許惡意行為者在沒(méi)有任何確認(rèn)方法的情況下冒充某人。

通過(guò)使用受信任的第三方，數(shù)字簽名可用于識(shí)別和驗(yàn)證個(gè)人并確保消息的完整性。

隨著無(wú)紙化、在線交互的使用越來(lái)越廣泛，數(shù)字簽名可以幫助我們保護(hù)數(shù)據(jù)的完整性。通過(guò)了解和使用數(shù)字簽名，可以更好地保護(hù)信息、文檔和交易。