数字签名（Digital Signature）

1. 基础概念
   数字签名是一种基于非对称加密技术的电子认证机制，用于验证数字信息的完整性和来源真实性。其核心原理是：发送方使用私钥对数据生成签名，接收方使用对应的公钥验证签名。与物理签名不同，数字签名与数据内容强关联，任何篡改都会导致验证失败。

2. 技术实现步骤

   • 密钥生成：用户通过算法（如RSA、ECDSA）生成一对数学关联的密钥：私钥（保密）和公钥（公开）。
   • 签名生成：发送方对数据计算哈希值（如SHA-256），再用私钥加密哈希值生成数字签名，附在原始数据后发送。
   • 签名验证：接收方用发送方公钥解密签名得到哈希值A，同时对接收到的数据重新计算哈希值B。若A与B一致，则证明数据未被篡改且来源可信。

3. 核心安全特性

   • 不可否认性：私钥的唯一性确保发送方无法否认其签名行为。
   • 完整性保护：哈希算法敏感度极高，即使数据微调也会导致哈希值巨变。
   • 身份认证：公钥与身份绑定（如数字证书），验证签名即确认发送方身份。

4. 应用场景与标准

   • 代码签名：软件发布者签名安装包，防止恶意篡改（如Windows Authenticode）。
   • 文档签署：PDF数字签名符合eIDAS等法律标准，具备法律效力。
   • TLS/SSL握手：服务器用私钥签名握手数据，客户端通过证书公钥验证。
   • 区块链交易：比特币用ECDSA签名验证交易所有权。

5. 进阶技术延伸

   • 盲签名：允许对加密内容签名而不泄露数据（用于电子投票）。
   • 门限签名：私钥分片存储，需多方协作生成签名，提升安全性。
   • 后量子数字签名：抗量子计算攻击的算法（如SPHINCS+、Falcon）。