11、非对称加密与数字签名技术解析

非对称加密与数字签名技术解析

1. 非对称加密与数字签名概述

非对称加密在加密和解密的视角下，我们已经对其有了一定的了解。接下来，重点介绍数字签名。数字签名是一种将消息与消息来源实体关联起来的手段，主要用于提供数据来源认证和不可否认性。在实际应用中，有多种数字签名方案，如基于RSA、DSA和ECDSA的数字签名方案。

RSA是最常见的数字签名方案，但随着椭圆曲线密码学（ECC）的发展，基于ECDSA的方案变得相当流行。这是因为ECC在提供与RSA相同安全级别的同时，占用空间更小，并且密钥生成速度更快，有助于提高区块链的整体性能。以下是RSA和椭圆曲线密钥大小对比，展示了ECC可以用更小的密钥大小提供与RSA系统相同的加密强度：
| RSA密钥大小（位） | 椭圆曲线密钥大小（位） |
| ---- | ---- |
| 1024 | 160 |
| 2048 | 224 |
| 3072 | 256 |
| 7680 | 384 |
| 15360 | 521 |

2. RSA数字签名算法

RSA数字签名算法的计算分为两个主要步骤：
- 计算数据包的哈希值 ：这一步确保了数据的完整性，因为接收方可以再次计算哈希值并与原始哈希值进行匹配，以检查数据在传输过程中是否被修改。虽然在技术上，消息签名可以不先对数据进行哈希处理，但这种方式被认为不安全。
- 用签名者的私钥对哈希值进行签名 ：由于只有签名者拥有私钥，因此可以确保签名和签名数据的真实性。

数字签名具有一些重要特性：