签名的意义何在_签名的作用主要是什么和什么

从技术的角度而言，电子签名主要是指通过一种特定的技术方案来赋予当事人一个特定的电子密码，确保该密码能够证明当事人身份的作用，而同时确保发件人发出的资料内容不被篡改的安全保障措施。

电子签名的主要目的是利用技术的手段对数据电文的发件人身份做出确认及保证传送的文件内容没有被篡改，以及解决事后发件人否认已经发送或者是收到资料等问题。因此，验证解密得到的结果与经过计算后的结果必然不同，从而保证了电子信息的真实性与完整性。

电子认证与电子签名一样都是电子商务中的安全保障机制，是由特定的机构提供的，对电子签名及其签署者的真实性进行验证的服务。电子认证，是指由特定的第三方机构通过一定的方法对签名及其所做的电子签名的真实性进行验证的一种活动。

电子认证主要应用于电子交易的信用安全方面，保障开放性网络环境中交易人的真实与可靠。电子认证是确定某个人的身份信息或者是特定的信息在传输过程中未被修改或者替换。电子认证即可以在当事人相互之间进行，也可以由第三方来做出鉴别。

本文主要是简单介绍了常见的加密类型、各自的运用场景、为什么需要数字签名和数字证书、HTTPS涉及到的加密流程等。这里主要从使用者的角度出发，对算法本身不做过多介绍。

对称/非对称加密均属于 可逆加密，可以通过密钥将密文还原为明文 。

有时候，我们希望明文一旦加密后，任何人（包括自己）都无法通过密文逆推回明文，不可逆加密就是为了满足这种需求。

不可逆加密主要通过 hash算法实现：即对目标数据生成一段特定长度hash值 ；无论你的数据是1KB、1MB、1GB，都是生成特定长度的一个Hash值（比如128bit）。这里大家应该能感受到一点 不可逆 的味道，加密后128bit的hash值显然无法还原出1个G甚至更大的不规则数据的， hash可以看做是原来内容的一个摘要 。

常见算法：

小明给小红写信：

经过九转十八弯后，信的内容有可能：1. 被窥视 2. 被篡改（冒充小明发送消息） ：

小红先 生成对称加密的密钥key1 ，然后通过一个安全的渠道交予小明。

传输数据时，小明 使用key1加密 ，而小红收到后再 使用key1解密 。

这时候 中间者既看不到原来的内容，也没办法篡改 （因为没有密钥）：

对称加密实现简单，性能优秀 ，算法本身安全级别高。然而对 密钥的管理 却是个很头疼的问题：一旦密钥交到对方手里，对方对密钥的保管能力 我方是没办法控制 的，一旦对方泄露的话，加密就形同虚设了。

相对而言，非对称加密的公钥就没有这个忧虑，因为 公钥 的设计就是为了 可以公开的 ，尽管对方泄露，我方也不会有任何损失。

小红生成一对公私钥，自己持有私钥（pri_key1），将公钥（pub_key1）交予小明。

传输数据时，小明使用 公钥加密 ，小红使用 私钥解密 。

因为 中间者没有私钥，公钥加密的内容是无法获取的 。此时达到了 防窥视 的效果：

然而因为 公钥是可以公开的 ，如果 中间者知晓公钥 的话，尽管没有办法看到原来的内容，却 可以冒充小明发送消息 ：

这时小红在想，如果小明发送消息时，能带上 只有他自己才能生成 的数据（字符串），我就能 验证是不是小明发的真实消息 了。

通常这个 能证实身份的数据（字符串） 被称之为 数字签名（Signature）

小明再生成一对公私钥 ，自己持有私钥（pri_key2），将公钥交予小红（pub_key2）。

当小明传输数据时（可能很大），除了公钥加密明文之外，还要带上签名：(1) 对明文做一个hash摘要 (2)对摘要进行私钥加密，加密结果即签名（传输内容=内容密文+签名）

小红收到后：(1) 解密签名获取hash (2)解密内容密文，对解密后的明文进行hash；如果两个hash一致，说明验签通过。

尽管中间者修改了传输内容，但因为签名无法冒认（没有私钥），小红验签失败，自然不会认可这份数据：

通常 非对称加密要做到防窥视和防篡改，需要有两对公私钥 ：对方的公钥用于内容加密，自己的私钥用于签名（让对方验证身份）。

因为HTTP协议明文通信的安全问题，引入了HTTPS：通过建立一个安全通道（连接），来保证数据传输的安全。

服务器是 没办法直接将密钥传输到浏览器的 ，因为在 安全连接建立之前，所有通信内容都是明文的 ，中间者可窥视到密钥信息。

或许这时你想到了非对称加密，因为公钥是不怕公开的：

然而在第2步， 中间者可以截取服务器公钥，并替换成了自己的公钥 ，此时加密就没意义了：

为了 防止公钥被冒，数字证书（digital certificate ）便诞生了 。

当服务器需要告诉浏览器公钥时，并不是简单地返回公钥，而是响应 包含公钥信息在内的数字证书 。

证书主要包含以下内容：

浏览器通过 颁发机构的公钥进行解密验签 ，验签通过即说明证书的真实性，可以放心取 证书拥有者的公钥 了。（ 常用CA机构的公钥都已经植入到浏览器里面 ）

数字证书只做一件事： 保证 服务器响应的 公钥是真实的 。

以上保证了 [浏览器?服务器] 是加密的，然而 [服务器?浏览器] 却没有（上图第4步）；另外一个是 性能问题 ，如果所有数据都使用非对称加密的话，会消耗较多的服务器，通信速度也会受到较大影响。

HTTPS巧妙地结合了非对称加密和对称加密，在保证双方通信安全的前提下，尽量提升性能。

HTTPS（SSL/TLS）期望 建立安全连接后，通信均使用对称加密 。

建立安全连接的任务就是让 浏览器-服务器协商出本次连接使用的对称加密的算法和密钥 ；协商过程中会使用到非对称加密和数字证书。

特别注意的是：协商的密钥必须是不容易猜到（足够随机的）：

其中比较核心的是随机数r3（pre-master secret），因为之前的r1、r2都是明文传输的， 只有r3是加密传输 的。至于为什么需要三个随机数，可以参考：

以上是一个比较简单的HTTPS流程，详细的可以参考文末的引用。

参考资料：

[1] 数字证书应用综合揭秘

[2] SSL/TLS协议运行机制的概述

[3] 图解SSL/TLS协议

[4] 《图解HTTP》