数字签名并不是一个新的概念，我们知道有些网址是http开头的，有些则是https开头，https其实就运用了数字签名，对网络传输的数据进行了加密。

区块链的发展越来越回归技术本身，所以，在今天的文章里，小编想向大家介绍数字签名是怎样与区块链配合，它是怎样保护我们的交易记录的。

什么是数字签名？

区块链通过使用基于共识机制来检测交易的有效性，使用分布式数据库来保存数据记录，并且无需中心协调，分布式数据库不断维护着一个不断增长的数据记录，而这些记录不会被篡改。

区块链是伴随着比特币交易产生的一种分布式账本，其主旨是取代外部、第三方的认证机构，同时能够防止任何人篡改，如果某一个区块损失，也能够及时修复。

于是乎，在区块链中，为了防止发送节点的信息和数据被恶意伪造和篡改，就需要引入数字签名方案。如果看到这里，各位看官还是没有理解上面略微抽象的描述，那可以先看完后面的解释，再回头看上面这一段。

数字签名，是一种类似写在纸上的普通的物理签名，但是使用了公钥加密领域的技术实现，用于鉴别数字信息的方法。就是只有信息的发送者才能产生的别人无法伪造的一段数字串，这段数字串同时也是对信息的发送者所发送信息真实性的一个有效证明（一套数字签名通常定义两种互补的运算，一个用于签名，另一个用于验证）。

简单地说,所谓数字签名就是附加在数据单元上的一些数据,或是对数据单元所作的密码变换。这种数据或变换允许数据单元的接收者用以确认数据单元的来源和数据单元的完整性并保护数据,防止被人(例如接收者)进行伪造。

它是对电子形式的消息进行签名的一种方法,一个签名消息能在一个通信网络中传输。基于公钥密码体制和私钥密码体制都可以获得数字签名,主要是基于公钥密码体制的数字签名。包括普通数字签名和特殊数字签名。

数字签名的类别

01

普通数字签名

普通数字签名算法有RSA、ElGamal、Fiat-Shamir、Guillou-Quisquarter、Schnorr、Ong-Schnorr-Shamir数字签名算法、Des/DSA、ecdsa椭圆曲线数字签名算法和有限自动机数字签名算法等（此处不赘述算法机制，太复杂，小编数学本来就不好）。

02

特殊数字签名

特殊数字签名包含有盲签名、代理签名、群签名、不可否认签名、公平盲签名、门限签名、具有消息恢复功能的签名等,它与具体应用密切相关。显然,数字签名的应用涉及到F律问题,M国联邦政F基于有限域上的离散对数问题制定了自己的数字签名标准(DSS)。

数字签名的主要功能

数字签名的主要功能在于：保证信息传输的完整性、发送者的身份认证、防止交易中的抵赖发生。

数字签名技术是将摘要信息用发送者的私钥加密，与原文一起传送给接收者。接收者只有用发送者的公钥才能解密被加密的摘要信息，然后用HASH函数对收到的原文产生一个摘要信息，与解密的摘要信息对比。如果相同，则说明收到的信息是完整的，在传输过程中没有被修改，否则说明信息被修改过，因此数字签名能够验证信息的完整性。

数字签名是个加密的过程，数字签名验证是个解密的过程。

区块链中引入数字签名，要求两个基本性质：

1.可用性：私钥加密之后的信息可以被公钥解密，并且得到正确的结果。

2.不可逆向性：即使拿到无数的密文，也无法获取到私钥的内容，更无法伪造私钥对其他信息进行加密。

回到区块链中，节点中的接受者在接到发送者的信息的时候，首先需要验证其身份，同时需要验证信息是否被篡改。

加密者先对信息进行哈希运算，得到256位的哈希结果（摘要），同时对摘要进行私钥加密，将信息附带摘要密文广播给所有节点。

其他节点收到信息之后，拆分为信息和摘要密文，同样对信息进行哈希运算得到结果1，用公钥对摘要密文进行解密得到结果2，如果结果1和结果2相同，那么发送者发出的信息没有被篡改。即在这里，验证了两个数据：1.信息是发送者发出来的，不是伪造的信息；2.信息在发送过程中没有被篡改。

数字签名的加密过程

具体的加密过程如下：

1.运用某个算法自动生成一对公钥和私钥，公钥可以给所有人，私钥自己留着。

2.信息发送者用私钥对信息进行加密，将信息发送出去。

3.信息接受者把收到的信息用公钥进行解密，得到真正的信息。

4.信息接受者把得到的信息解密后和真正的信息进行比对，以验证加密者的身份，同时验证信息没有被篡改。

抽象的加密过程如下：

小W和小X是经常出去约酒的好朋友，为了不让媳妇知道：他们先各自生成一对公钥和私钥，把公钥给对方，在聊天说约酒的时候，用私钥把自己的信息进行加密，对方收到后，用公钥对信息进行解密，就可以避免被媳妇发现聊天内容。

同样，数字签名也可以运用到信息的验证中。

有一天，小W觉得这种方式也不是很完善，万一信息在发送过程中被篡改怎么办？于是，他便和小X约定，“以后我给你发消息的时候，会先发一个‘我是小W’，如果你公钥解密出来是这句，那就是我发的，否则就不是我。”

这样，小X就可以识别小W发送的信息了，同时这个信息也没有被篡改。（