数字证书 与 数字签名 介绍

数字签名

定义：它类似于现实生活中的手写签名。

手写签名的法律效力
1、每个人的笔迹因生理和心理差异而独一无二，难以复制。签名被视为真实性和有效性的直接证明。
2、手写签名是法律文件生效的核心要件之一，能证明签署人对文件内容的认可与授权。具有不可否认性。

数字签名的过程
(1) 签名过程
1、发送者使用哈希函数（如 SHA-256）对原始数据进行计算，生成一个固定长度的摘要（Message Digest）。
2、签名者用自己的私钥对摘要（Hash 值）进行加密，生成数字签名。
3、签名者将原始数据和签名一起发送给接收方。
(2) 验证过程
4、接收方用签名者的公钥解密签名，得到摘要。
5、接收方重新计算原始数据，得到摘要。两个摘要进行比较，如果一致，则验证通过。

作用：
数据完整性 + 真实性 + 抗抵赖性

完整性如何体现？
发送者使用哈希函数对原始数据进行计算，生成一个固定长度的摘要，收到者使用相同哈希函数对原始数据进行计算，得到相同摘要，就说明数据没有被改动，这就保证了数据完整性。
摘要已经是是公开的，那为何还要引入数字签名呢？
摘要可以验证数据的完整性，但无法验证数据的来源。
通过私钥加密摘要和公钥解密签名，可以确定公钥和私钥是一套的。保证了数据的来源。
公钥能解密且摘要还一致，则说明数据和公钥是从同一个人发出来的。这就保证了数据的真实性。且发送者无法否认自己生成了签名（抗抵赖性）。 但是只能证明公钥百分百是你的，且原始信息没有被修改过，但是无法证明你就是我兄弟。
只有数字签名能否防护中间人攻击？
不能。数字签名只能验证消息的真实性和完整性，接收方无法确定收到的公钥确实属于发送者，如果攻击者伪造身份并提供自己的公钥，接收方可能误以为攻击者是合法发送者。

什么时候公钥加密数据，什么时候私钥加密数据？

非对称加密中 ：目标是保护数据的 机密性（谁都可以给我发信息，只有我自己可以看） 所以数据由公钥加密，私钥解密。
数字签名 ：不是保护数据的机密性，而是验证数据的 真实性 和 完整性（用谁都不知道的私钥加密（签名），大家用谁都知道的公钥解密（验证）

消息认证码（MAC）和数字签名 区别

消息认证码（Message Authentication Code, MAC）
数字签名（Digital Signature）
(1) MAC 的生成与验证
生成过程：
发送方将消息与共享密钥拼接。使用哈希算法（如 HMAC-SHA256）生成消息摘要 MAC。
验证过程：
接收方使用相同的共享密钥与收到的消息重新生成消息摘要 MAC。
比较接收到的 MAC 和重新生成的 MAC 是否一致。
(2) 签名的生成与验证
生成过程：
发送方对消息计算哈希值。使用发送方的私钥对哈希值进行加密，生成签名。
验证过程：
接收方使用发送方的公钥解密签名，得到原始哈希值。对消息重新计算哈希值。
比较接解密的 哈希值 和重新生成的 哈希值 是否一致。

数字证书

数字证书是一种电子文件，用于证明某个实体（如个人、组织或设备）的身份。
它由可信的第三方机构（称为 CA，Certificate Authority）签发，并包含以下信息：
● 签发机构（CA）的签名
● 有效期限
● 持有者的身份信息（如域名、公司名称等）
● 持有者的公钥

作用：提供一种安全的方式将公钥分发给通信对方。

工作原理
1、用户向 CA 提交申请，提供身份信息和公钥。
2、CA 验证用户身份后，生成并签署数字证书。
3、用户将数字证书发送给通信对方。
4、对方通过验证证书中的 CA 签名来确认用户身份，成功拿到用户的公钥

如何使用数字证书验证服务器身份？

客户端收到服务器的数字证书后，使用以下步骤验证服务器身份：
● 验证证书链：检查证书是否由受信任的 CA 签发。
● 验证证书有效性：检查证书是否在有效期内，且未被列入吊销列表（CRL）。
● 验证证书绑定：确认证书中的域名与服务器的实际域名匹配。
● 验证签名：使用 CA 的公钥验证数字证书的签名是否有效。