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负基础学习区块链丨第七课:数字签名

这个时代人人都得懂点区块链,这是一篇基础为负也能看懂的学习课程。密码学为区块链世界带来了数据、信息上的保障。

在区块链系统中的交易即是数据上的传输。在数据传输的过程中应该要保证数据安全,否则整个系统就会乱套。数据安全最起码要做到数据传输时不会泄露,数据传输过程中的完整性,交易双方身份的真实可靠。
如何能保证区块链系统中交易过程的安全,密码学在其中的功劳就不可磨灭。

密码学的核心就是加解密算法,主要分为两大类型:

1. 对称加密算法

每一次加密前,系统会随机生成密钥,密钥的重要性就相当于你家防盗门的钥匙,相当于银行卡的密码,所以需要好好保存,当然不同的是密钥的保存可能会用到特殊的硬件设备。
对称加密算法,顾名思义就是加密过程和解密过程都是用相同的密钥实现一条龙数据加解密传输。如果A要传输信件给B,那么系统会首先分配两把完全相同的密钥给A和B,然后A就将信件的明文用密钥加密成密文,再传输,B收到了就用密钥将密文转换为明文。
对称加密算法的优势在于计算效率高,加密强度高,其缺点就在于需要提前就共享密钥,容易泄露。

2. 非对称加密算法

非对称加密算法不同于对称加密算法的地方在于加解密过程中用到的密钥是不相同的,一个称之为公钥(Public Key),一个称之为私钥(Private Key)。私钥都是需要自己妥善保存的,公钥是可以公开分享给别人的。
比如A有私钥,A将公钥分享给B,那么B就可以用公钥加密信息发送给A,A收到后用自己的私钥就可以解密信息了。非对称加密算法由于加解密密钥不相同所以不会像对称加密算法那样容易造成泄露,但也正是因为如此,不得不以牺牲一定的处理速度作为代价。
数字签名就是非对称加密算法的一种应用形式。
相信大家对签名还是挺熟悉的,从以前老师要求的家长签名,到后来签订合同时甲方和乙方的签名,我们生活中处处存在着签名的形式。一个签名,就是签名者自身身份的代表,意味着对内容的认可。
数字签名和平时纸质的签名有着异曲同工之妙,它可以用来确认发送者身份,还可以确保数字信息的真实完整性。
数字签名的具体过程是如何?我们以上述场景为例:
A收到B的信件后需要给B回信。首先A将回信内容进行Hash加密得到摘要(哈希值)。
再用自己的私钥对摘要进行加密,这就生成了“数字签名”。
将数字签名“印刻”在信件上,发送给B。
B收到这份带有数字签名的信件后,用公钥解密看到摘要,就至少可以确定这的确是A本人传输过来的。
但是不可确定的便是信件的内容是否被更改,这也很简单,直接将信件本身的内容进行Hash运算得到一个哈希值,再与A传输过来的摘要一对比查看是否完全吻合,如果吻合即意味着信件内容未被篡改。
所以说该过程并不是对信件内容本身加密,而是对信件的摘要用非对称加密算法进行运算从而生成了“数字签名”。数字签名随着各种应用场景的变化,也逐渐衍生出了如盲签名、多重签名、环签名、群签名等多种签名技术,大家感兴趣可以去了解一下。
对于摘要和哈希值的对比,如果大家有所遗忘,可以回顾前期“第四课:哈希算法”的内容,更加容易理解今天的知识。任何一个行业的学习都靠的是坚持不懈!

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