什么是数字签名？

什么是数字签名？日常生活中，我们常常会碰到需要签名的情况，画家完成作品时，会在作品签名；考试结束时，老师会让家长签名；签订合同时，合约双方需要共同签字；接受快递时，需要签字确认……那么签名的作用究竟是什么呢，为什么这么多地方都需要签名呢？
简单来说，签名主要有以下两个作用：

所有权确认，证明这个东西是我的
协议认同，表明这份东西是我认同和承认的

为了满足上面两个作用，签名需要满足以下两个条件：

他人无法仿冒，其他人不能冒充我的签名
个人无法抵赖，签名所有人无法否认签名是自己的

因为同时满足不可伪造和不可抵赖这两个特性，签名在日常生活中得到了广泛的认可和应用。随着数字化的发展，数字签名技术也在不断发展并具有法律效力。与手写签名类似，数字签名通过加密系统来实现不可伪造和抵赖的这两个特性。
具体来说：数字签名使用私钥和公钥来实现签名和解签。在数字签名过程中，信息发送者在发送信息时，首先对消息进行哈希，得到信息的摘要，并通过私钥对摘要进行加密，生成数字签名。然后将信息和数字签名一起发送给消息接收者。
消息接收者收到消息后，先用公钥对数字签名进行解密，得到消息摘要。证明信由发件人发出。此外，消息接收者会使用哈希函数直接对消息进行哈希得到摘要，将两个摘要进行对比，如果二者一致，则证明信息未被篡改过。而如果收件人想和发件人发消息，则可以直接使用发件人的公钥进行加密，达到保密作用，发件人收到信后，用私钥解密，就可以看到信件的内容。而其他人即使得到信件，但没有私钥就无法对信息进行解密，因而只要私钥未泄漏，信就始终安全。
在数字签名中，私钥由我掌握，是消息所有者的标志，公钥公开给其他人，用于大家验证发送者身份以及消息是否被篡改。完整的数字签名由签名和验证两个组成部分组成，签名过程消息发送方需要同事提供方数字证书的私钥及公钥将消息加密型成功签名发送给消息接收方，验证过程则由消息接收者通过公钥对消息发送者及信息真伪进行辨别。
目前，数字签名在网页加密、网站认证、电子邮件、以及代码签名等领域中得到了广泛的应用。
在电子邮件系统中，通过使用数字签名技术对普通电子邮件进行加密和签名处理，能够保证邮件的安全性和机密性，确保通信各方身份的真实性，保证邮件内容的不可否认性。目前，Outlook、Foxmail、Express等邮箱系统均已支持数字签名功能。
数字签名另一个最著名的应用是比特币。在比特币系统中，账户所有者拥有私钥，并通过对公钥等信息进行哈希得到账户地址。而比特币转账过程中需要数字签名才可进行交易。用户A向B发送比特币，A使用B的公钥进行加密，达到保密作用，B收到比特币后，用私钥进行解密。只要B的私钥未泄漏，这笔转账就是安全的，其他人无法获得其中的比特币。
数字签名作为保障网络信息安全的一个手段，在解决伪造、仿冒、抵赖和篡改问题上有着重要的作用。目前数字签名在网络中已经能够代替传统的手工签名和印章，相信随着加密算法的不断发展，数字签名技术会越来越成熟。
文章首发于白话区块链，略有增改
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