数字化的“笔迹鉴定”

数字签名用来确定信息的真实性，并且确认该信息是由署名者本人发送的。数字签名是一个数字串，只能由信息的发送者生成。

在可靠性上，数字签名具有以下原则：

1.签名可以被确认：接收方能够验证发送方签名的真实性和有效性；

2.签名不可被伪造：除了发送方以外，任何人无法伪造签名；

3.签名不可重复使用：对于同一个发送方来说，不同信息的签名是不相同的，同一信息的再次发送，签名也是不相同的；

4.签名后信息无法被篡改：签名可以验证信息的完整性；

5.签名不可被否认：签名具有唯一性，签名者无法抵赖自己发出的信息。

数字签名有很多方法，比如，利用数学函数从信息中提取摘要值作为签名内容，这一点与信息的完整性验证相一致，因此，单向散列函数是实现数字签名的方法之一。此外，由于数字签名的基本原理是在信息中嵌入发送者本人的身份信息，并且这种身份信息必须具有唯一性，而公钥密码中的私钥恰好符合这种特性，所以，RSA算法也是数字签名的常用算法。

RSA算法数字签名的过程是：发送方用自己的私钥对信息签名，并将信息和签名一并发送给接收方；接收方收到密文后，利用发送方的公钥采用相应的验证方程对签名进行验证，判断其是否有效。如下页图：

RSA签名仍然使用了原来的加密解密算法，但公钥与私钥的用法不同。在原来的算法中，加密使用公钥，解密使用私钥，即：

加密：C=Memod n

解密：M=Cdmod n

而在签名算法中，签名使用私钥，验证使用公钥，即：

签名：C=Md mod n

验证：M=Ce mod n

上述公式中，e和d分别表示公钥和私钥，C分别表示密文和签名后的信息。

下面以一个例子来说明RSA数字签名的过程。

数字签名与验证

用户A需要向用户B发送信息，双方约定，当B接收到信息后，应立即向A回发一个字符串“good”，代表“我已接收到”。但此时A无法确认这条信息是不是真正由B发出的，因此，B在发送“good”的时候需要进行签名，以便向A证明自己的身份。

在签名之前，B已经按一定的算法生成了自己的公钥e=7和私钥d=23，以及参数n=187，并且将公钥e=7和n=187告知了A。签名及验证过程如下：

1.B将字符串“good”转换成ASCII码，分别为“103111111100”；

2.B利用私钥d=23对信息进行签名，计算如下：

10323mod 187=86

11123mod 187=155

10023mod 187=144

3.B将签名“86155155144”发送给A;

4.A用B的公钥e=7对签名进行验证：

867mod 187=103

1557mod 187=111

1447mod 187=100

从计算结果可以验证出信息“good”确实是由A发的。