一、數(shù)字簽名的原理

數(shù)字簽名算法依靠公鑰加密技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的。在公鑰加密技術(shù)里，每一個(gè)使用者有一對(duì)密鑰：一把公鑰和一把私鑰。公鑰可以自由發(fā)布，但私鑰則秘密保存；還有一個(gè)要求就是要讓通過公鑰推算出私鑰的做法不可能實(shí)現(xiàn)。

普通的數(shù)字簽名算法包括三種算法：1、密碼生成算法。2、標(biāo)記算法。3、驗(yàn)證算法。

數(shù)字簽名技術(shù)大多基于哈希摘要和非對(duì)稱密鑰加密體制來實(shí)現(xiàn)。如果簽名者想要對(duì)某個(gè)文件進(jìn)行數(shù)字簽名，他必須首先從可信的第三方機(jī)構(gòu)（數(shù)字證書認(rèn)證中心CA）取得私鑰和公鑰，這需要用到PKI技術(shù)。

1、有哈希算法的數(shù)字簽名與驗(yàn)證

哈希函數(shù)是一種“壓縮函數(shù)”，利用哈希函數(shù)可以把任意長度的輸入經(jīng)由散列函數(shù)算法變換成固定長度的輸出，該輸出的哈希值就是消息摘要，也稱數(shù)字摘要。在正式的數(shù)字簽名中，發(fā)送方首先對(duì)發(fā)送文件采用哈希算法，得到一個(gè)固定長度的消息摘要（Message Digest）；再用自己的私鑰（Secret key，SK）對(duì)消息摘要進(jìn)行簽名，形成發(fā)送方的數(shù)字簽名。數(shù)字簽名將作為隊(duì)件和原文一起發(fā)送給接收方；接收方首先用發(fā)送方的公鑰對(duì)數(shù)字簽名進(jìn)行解密得到發(fā)送方的數(shù)字摘要，然后用相同的哈希函數(shù)對(duì)原文進(jìn)行哈希計(jì)算，得到一個(gè)新的消息摘要，最后將消息摘要與收到的消息摘要做比較。

2、基于非對(duì)稱密鑰加密體制的數(shù)字簽名與驗(yàn)證

發(fā)送方首先將原文用自己的私鑰加密得到數(shù)字簽名，然后將原文和數(shù)字簽名一起發(fā)送給接收方。接收方用發(fā)送方的公鑰對(duì)數(shù)字簽名進(jìn)行解密，最后與原文進(jìn)行比較，這種是電子商務(wù)、電子政務(wù)中應(yīng)用普遍、技術(shù)成熟、可操作性強(qiáng)的一種電子簽名方法。它采用了規(guī)范化的程序和科學(xué)化的方法，用于鑒定簽名人的身份以及對(duì)一項(xiàng)電子數(shù)據(jù)內(nèi)容的認(rèn)可。使用數(shù)字簽名技術(shù)能夠驗(yàn)證文件的原文在傳輸過程中有無變動(dòng)，確保傳輸電子文件的完整性、真實(shí)性和不可抵賴性。

二、數(shù)字簽名的特點(diǎn)

每個(gè)人都有一對(duì)“鑰匙”（數(shù)字身份），其中一個(gè)只有她/他本人知道（私鑰），另一個(gè)公開的（公鑰）。簽名的時(shí)候用私鑰，驗(yàn)證簽名的時(shí)候用公鑰。又因?yàn)槿魏稳硕伎梢月淇盥暦Q她/他就是你，因此公鑰必須向接受者信任的人（身份認(rèn)證機(jī)構(gòu)）來注冊。注冊后身份認(rèn)證機(jī)構(gòu)給你發(fā)一數(shù)字證書。對(duì)文件簽名后，你把此數(shù)字證書連同文件及簽名一起發(fā)給接受者，接受者向身份認(rèn)證機(jī)構(gòu)求證是否真地是用你的密鑰簽發(fā)的文件。

在通訊中使用數(shù)字簽名一般具有以下特點(diǎn)：

1、鑒權(quán)

公鑰加密系統(tǒng)允許任何人在發(fā)送信息時(shí)使用公鑰進(jìn)行加密，接收信息時(shí)使用私鑰解密。當(dāng)然，接收者不可能百分之百確信發(fā)送者的真實(shí)身份，而只能在密碼系統(tǒng)未被破譯的情況下才有理由確信。

鑒權(quán)的重要性在財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)上表現(xiàn)得尤為突出。舉個(gè)例子，假設(shè)一家銀行將指令由它的分行傳輸?shù)剿闹醒牍芾硐到y(tǒng)，指令的格式是（a，b），其中a是賬戶的賬號(hào)，而b是賬戶的現(xiàn)有金額。這時(shí)一位遠(yuǎn)程客戶可以先存入100元，觀察傳輸?shù)慕Y(jié)果，然后接二連三的發(fā)送格式為（a，b）的指令。這種方法被稱作重放攻擊。

2、完整性

傳輸數(shù)據(jù)的雙方都總希望確認(rèn)消息未在傳輸?shù)倪^程中被修改。加密使得第三方想要讀取數(shù)據(jù)十分困難，然而第三方仍然能采取可行的方法在傳輸?shù)倪^程中修改數(shù)據(jù)。一個(gè)通俗的例子就是同形攻擊：回想一下，還是上面的那家銀行從它的分行向它的中央管理系統(tǒng)發(fā)送格式為（a，b）的指令，其中a是賬號(hào)，而b是賬戶中的金額。一個(gè)遠(yuǎn)程客戶可以先存100元，然后攔截傳輸結(jié)果，再傳輸（a，b），這樣他就立刻變成百萬富翁了。

3、不可抵賴

在密文背景下，抵賴這個(gè)詞指的是不承認(rèn)與消息有關(guān)的舉動(dòng)（即聲稱消息來自第三方）。消息的接收方可以通過數(shù)字簽名來防止所有后續(xù)的抵賴行為，因?yàn)榻邮辗娇梢猿鍪竞灻o別人看來證明信息的來源。