数字签名通过结合公钥加密和哈希函数实现信息的真实性、完整性和不可否认性。其核心流程和实现方法如下:
一、基本原理
哈希函数:
对原始报文进行单向加密,生成固定长度的摘要(如SHA-256)。任何对报文的微小修改都会导致摘要变化,确保数据完整性。
非对称加密:
使用发送方的私钥对哈希值加密生成数字签名,确保只有发送方能生成有效签名。
验证过程:
接收方用发送方的公钥解密签名,再与自身计算的摘要对比,验证数据未被篡改且来源可信。
二、实现步骤
签名生成 - 发送方对原始报文计算哈希值(如SHA-256);
- 使用私钥对哈希值加密生成数字签名;
- 将报文与签名一起发送给接收方。
签名验证
- 接收方收到报文后,使用发送方公钥解密签名,得到哈希值;
- 对原始报文重新计算哈希值;
- 比较两个哈希值,若一致则验证通过。
三、技术细节
加密算法: 常用RSA、DSA等非对称加密算法,结合哈希函数(如SHA-256); 密钥管理
工具与库:可通过编程语言(如Java、Python)的加密库实现,或使用专业签名工具。
四、应用场景
软件签名:验证软件来源和完整性,防止恶意软件;
电子文档:确保文档未被篡改;
网络通信:如HTTPS协议中保障数据传输安全。
通过上述流程,数字签名实现了对信息的全方位保护,是信息安全领域的基础技术。