Cao Yi
数字签名
数字签名，Digital Signature，也称“數位簽章”或“公鑰數位簽章”。
在数字时代以前，我们在很多场合通过签名来标识身份，比如书信和契约书上的签名，等等。这些签名或者是按手印，或者是手写，或者是印章，方式多样，但目的都只有一个，就是确定相关人的身份。
数字文件没有物理实体，当然不能用这些方式签名，但它也有它的签名方式，我们一般就称它为数字签名。数字签名广泛应用网络世界中，为网络安全保驾护航。
例如Alice要给Bob发一条带有签名的消息，Bob收到消息后能确认两件事：
- 消息是Alice发送的
- 消息没有被篡改
数字签名在密码学中，使用的技术是非对称加密技术，在数据加密简介第二部分有简单提到。
借用维基百科的图片说明流程
- Alice使用某hash算法对消息生成摘要信息digest_a
- Alice使用私钥对摘要信息加密，加密后的文本即是数字签名ds
- Alice将数字签名ds以及CA的认证和原信息汇集在一起，并发送给Bob
- Bob收到消息后也使用同样的hash算法对消息生成摘要信息digest_b
- Bob通过CA得到Alice的公钥
- Bob使用Alice的公钥对Alice的签名解密，如果能正常解密，则消息是Alice发送的，如果解压出的内容和摘要信息digest_b相同，则消息没有被篡改
以上第4步，根据hash的原理，如果消息没有被篡改，digest_a和digest_b应该是相同的，但这并不需要去验证，因为第6步里只要Alice的身份没问题，则对签名解密后，得到的内容必然和digest_a相同。
以上第5步，有一个隐患，如果CA系统出了问题，则整个系统便不可靠。这也是数字签名系统里不可避免的缺陷：必须信任CA这个中心化机构。
Alice发送的消息可能被篡改吗？如果要篡改，就需要重新生成消息签名，而这需要Alice的私钥。也就是只要Alice的私钥不泄露，篡改消息是不可能的。所以，一定要保管好自己的私钥，防止身份被冒用。
Bob验证消息的签名通过，只表示这个消息是拥有Alice私钥的人发出来的。所以这里也有一个漏洞，如果Alice想反悔，她可以撒谎说她的私钥被偷了。
只要Alice的私钥不被冒用，那么消息就能确定是不是Alice发送的，而且Alice不能抵赖。当然也基于对CA完全正常的假设。
如果CA被黑。有人冒充Alice身份，并更换了Alice的公钥，然后发送消息给Bob，Bob显然无法知晓Alice的真伪。此时，如果Bob足够警惕，可能去询问Alice是否更新了公钥。同样，如果CA被黑，黑客将CA保存的公钥胡乱篡改一番，即使不传递伪造的消息，也能引起很大的混乱。
参考资料