【SCRY知识课堂】第2讲：什么是数字签名？

上周我们讲到了公钥、私钥，今天要讲的数字签名，刚好也会用到它们。
小狐狸有两个密钥，一个叫公钥Public Key，一个叫私钥Private Key。

小狐狸的公钥大家都能获得，不管是二哈、柴柴还是小短腿，不过私钥是自己私有的。但不管是私钥还是公钥，都可以用来加密信息，将一段可以理解阅读的明文信息进行加密后，变成一段‘乱码。因此，只有持有正确密钥，才能重新将这段加密后的信息恢复成可以理解阅读的真实信息。

有一天，二哈要发一个重要的消息给好朋友小狐狸。他把“明天中午，老地方见”这句话，用小狐狸的公钥进行了加密。小狐狸收到后，就可以用自己的私钥进行解密。就算后来有人窃取了二哈传给小狐狸的信息，但是由于没有小狐狸的私钥，无法对信息进行解码，所以即使窃取了信息，也无法阅读理解。

这时候，柴柴发现了二哈发送的这段信息，可自己又没有私钥无法看到信息原本内容。却可以对信息进行篡改，破坏原有的信息，这样小狐狸收到被篡改的信息之后，再用自己的私钥进行解码，就会与二哈本来想要传达的信息出现不一致。

这时心里就想：“嘿嘿嘿，得想办法捉弄一下小狐狸”。可是柴柴真的能如尝所愿吗？

所以，我们现在的问题就是，我们要保证信息的完整性，也就是保证信息不被破坏，或者说，当信息被破坏之后，接收方可以识别出，这个时候的信息是被破坏过的，就将其丢弃。

数字签名就可以解决这样的问题。根据数字签名，接收方接收到信息之后，可以判断信息是否被破坏过，如果没有被破坏，就可以正确的解码，如果被破坏，就直接丢弃。

数字签名可以保证对信息的任何篡改都可以被发现，从而保证信息传输过程中的完整性。

那么，数字签名是如何实现对完整性保证的呢？

这里有一个关键技术：Hash，也就是哈希技术。

首先，二哈先对将要传输的信息（原文信息）进行Hash，得到一串独一无二的字符，这就是——信息摘要Message Digest。

这段字符有多么独一无二呢？我们要知道，Hash往往是不可逆的。而且，不同的原文，Hash过后，结果是不一样的。比如下面的”bitcoin”和”bit.coin”，只多了一个“.”，结果就大相径庭。

这样就保证了柴柴对原文的任何修改都会被发现。

这时候，二哈还要将Hash后得到的信息摘要，用自己的私钥进行加密，以此保证只有二哈的公钥才能对信息摘要进行正确的解码。这样一来，就保证了信息摘要一定是来自二哈的，也就是起到了一个独一无二的签名的作用。

下面是重点：
加密后的信息摘要实际就是数字签名的内容。

其实到这里，我已经回答了一个问题——“什么是数字签名？”
那么，数字签名的作用是如何体现的呢？我们继续往下看。
在得到数字签名后，二哈还需要把数字签名附加在原文信息后面，这样就形成了一个完整的带数字签名的信息报文。

二哈现在把这个数字签名附加在信件原文下面，一起发给了小狐狸。

小狐狸收到来信后，取下数字签名，用二哈的公钥解密，这时候就得到了信件的摘要。既然能用二哈的公钥进行解密，那就说明了这个信件确实是二哈发出的。

这时，小狐狸还需要确认一个问题，那就是这封信有没有被别人（柴柴）修改过？

小狐狸应该做呢？大家思考一下。

回答这个问题，我们需要先理清小狐狸现在有什么？
小狐狸有：1、来自二哈的带有数字签名的信件；2、已经通过二哈的公钥解密出的信息摘要。

在最前面跟大家说过，由信件原文，通过Hash运算也可以得到信息摘要。

因为Hash过后的信息，都是独一无二的，小狐狸只需要将两个信息摘要进行比较，就可以知道信件原文到底有没有被修改过。

从上图中，我们可以看到两个信息摘要是相同的，这说明了信件原文未被修改过。

以上，就是今天所讲数字签名的全部内容。

注：想要自己动手玩玩公钥私钥加解密或者Hash运算？可以打开以下网站：
1、生成密钥对：http://web.chacuo.net/netrsakeypair
2、RSA公钥加解密：http://tool.chacuo.net/cryptrsapubkey
3、RSA私钥加解密：http://tool.chacuo.net/cryptrsaprikey
4、哈希运算：https://www.sojson.com/hash.html

课堂讨论

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