互聯(lián)網(wǎng)世界簽名
數(shù)字簽名
類似在紙質(zhì)合同上簽名確認(rèn)合同內(nèi)容，數(shù)字簽名用于證實(shí)某數(shù)字內(nèi)容的完整性（integrity）和來源（或不可抵賴，non-repudiation）。
實(shí)際應(yīng)用中，由于直接對原消息進(jìn)行簽名有安全性問題，而且原消息往往比較大，直接使用RSA算法進(jìn)行簽名速度會比較慢，所以我們一般對消息計(jì)算其摘要（使用SHA-256等安全的摘要算法），然后對摘要進(jìn)行簽名。只要使用的摘要算法是安全的（MD5、SHA-1已經(jīng)不安全了），那么這種方式的數(shù)字簽名就是安全的。
數(shù)字摘要
顧名思義，數(shù)字摘要是對數(shù)字內(nèi)容進(jìn)行 Hash 運(yùn)算，獲取唯一的摘要值來指代原始數(shù)字內(nèi)容。 數(shù)字摘要是解決確保內(nèi)容沒被篡改過的問題（利用 Hash 函數(shù)的抗碰撞性特點(diǎn)）。數(shù)字摘要是 Hash 算法最重要的一個用途。在網(wǎng)絡(luò)上下載軟件或文件時，往往同時會提供一個 數(shù)字摘要值，用戶下載下來原始文件可以自行進(jìn)行計(jì)算，并同提供的摘要值進(jìn)行比對，以確 保內(nèi)容沒有被修改過。
看一個具體場景：
1，小明對外發(fā)布公鑰，并聲稱對應(yīng)的私鑰在自己手上
2，小明對消息M計(jì)算摘要，得到摘要D(digest)
3，小明使用私鑰對D進(jìn)行簽名，得到簽名S(signature)
4,小明將M和S一起發(fā)送出去
接收方，驗(yàn)證過程如下：
1，接收者先對消息M使用跟小明一樣的摘要計(jì)算方法，得到摘要D‘
2，使用小明的公鑰對S進(jìn)行解簽，得到摘要D
3，如果D和D’相同，那么證明M確實(shí)是小明發(fā)出的，并且沒有被篡改過
數(shù)字證書
數(shù)字證書用來證明某個公鑰是誰的，并且內(nèi)容是正確的。
對于非對稱加密算法和數(shù)字簽名來說，很重要的一點(diǎn)就是公鑰的分發(fā)。一旦公鑰被人替換（典型的如中間人攻擊），則整個安全體系將被破壞掉。
怎么確保一個公鑰確實(shí)是某個人的原始公鑰？
這就需要數(shù)字證書機(jī)制。
顧名思義，數(shù)字證書就是像一個證書一樣，證明信息的合法性。由證書認(rèn)證機(jī)構(gòu)（Certification Authority，CA）來簽發(fā)，權(quán)威的 CA 包括 verisign 等。
數(shù)字證書內(nèi)容可能包括版本、序列號、簽名算法類型、簽發(fā)者信息、有效期、被簽發(fā)人、簽發(fā)的公開密鑰、CA 數(shù)字簽名、其它信息等等，一般使用最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)為 ITU 和 ISO 聯(lián)合制定的 X.509 規(guī)范。
其中，最重要的包括 簽發(fā)的公開密鑰、CA 數(shù)字簽名 兩個信息。因此，只要通過這個證書就能證明某個公鑰是合法的，因?yàn)閹в?CA 的數(shù)字簽名。
接著上次的應(yīng)用場景做假設(shè)：
1，現(xiàn)在有第三者小紅，小紅想欺騙接收者，她偷偷使用了接收者的電腦，用自己的公鑰換走了小明的公鑰
2，此時接收者實(shí)際擁有的是小紅的公鑰，但是還以為是小明的公鑰，因此，小紅就可以冒充小明，用自己的 私鑰做成“數(shù)字簽名”，發(fā)消息給接收者，讓接收者用假的小明公鑰進(jìn)行解密
3，后來，接收者感覺不對勁，發(fā)現(xiàn)自己無法確定公鑰是否真的屬于小明。他想到了一個辦法，要求小明去“證書中心”(Certification authority, CA)，為公鑰做認(rèn)證。
4，證書中心用自己的私鑰，對小明的公鑰和一些相關(guān)信息一起加密，生成數(shù)字證書（Digital Certificate）,小明再發(fā)消息，只要在簽名的同事，再附上數(shù)字證書就可以了
5，接收者收到消息后，用CA的公鑰解開數(shù)字證書，拿到小明的真實(shí)公鑰，然后就能證明“數(shù)字簽名”是否真的是小明的。
下面看一個應(yīng)用“數(shù)字證書”的實(shí)例：https協(xié)議，這個協(xié)議主要用于網(wǎng)頁加密。
1.首先，客戶端向服務(wù)器發(fā)出加密請求。
2.服務(wù)器用自己的私鑰加密網(wǎng)頁以后，連同本身的數(shù)字證書，一起發(fā)送給客戶端。
3. 客戶端（瀏覽器）的”證書管理器”，有”受信任的根證書頒發(fā)機(jī)構(gòu)”列表。客戶端會根據(jù)這張列表，查看解開數(shù)字證書的公鑰是否在列表之內(nèi)。
4.如果數(shù)字證書記載的網(wǎng)址，與你正在瀏覽的網(wǎng)址不一致，就說明這張證書可能被冒用，瀏覽器會發(fā)出警告。
5. 如果這張數(shù)字證書不是由受信任的機(jī)構(gòu)頒發(fā)的，瀏覽器會發(fā)出另一種警告。
6. 如果數(shù)字證書是可靠的，客戶端就可以使用證書中的服務(wù)器公鑰，對信息進(jìn)行加密，然后與服務(wù)器交換加密信息。
多重簽名
n 個持有人中，收集到至少 m 個（n≥1）的簽名，即認(rèn)為合法，這種簽名被稱為多重簽名。
其中，n 是提供的公鑰個數(shù)，m 是需要匹配公鑰的最少的簽名個數(shù)。
群簽名
1991 年由 Chaum 和 van Heyst 提出。群簽名屬于群體密碼學(xué)的一個課題。
群簽名有如下幾個特點(diǎn)：只有群中成員能夠代表群體簽名（群特性）；接收者可以用公鑰驗(yàn)證群簽名（驗(yàn)證簡單性）；接收者不能知道由群體中哪個成員所簽（無條件匿名保護(hù)）；發(fā)生爭議時，群體中的成員或可信賴機(jī)構(gòu)可以識別簽名者（可追查性）。
Desmedt 和 Frankel 在 1991 年提出了基于門限的群簽名實(shí)現(xiàn)方案。在簽名時，一個具有 n 個成員的群體共用同一個公鑰，簽名時必須有 t 個成員參與才能產(chǎn)生一個合法的簽名，t 稱為門限或閾值。這樣一個簽名稱為(n, t)不可抵賴群簽名。
環(huán)簽名
環(huán)簽名由 Rivest,shamir 和 Tauman 三位密碼學(xué)家在 2001 年首次提出。環(huán)簽名屬于一種簡化的群簽名。
簽名者首先選定一個臨時的簽名者集合,集合中包括簽名者自身。然后簽名者利用自己的私鑰和簽名集合中其他人的公鑰就可以獨(dú)立的產(chǎn)生簽名,而無需他人的幫助。簽名者集合中的其他成員可能并不知道自己被包含在其中。
盲簽名
1983 年由 David Chaum 提出。簽名者在無法看到原始內(nèi)容的前提下對信息進(jìn)行簽名。
盲簽名主要是為了實(shí)現(xiàn)防止追蹤（unlinkability），簽名者無法將簽名內(nèi)容和結(jié)果進(jìn)行對應(yīng)。典型的實(shí)現(xiàn)包括 RSA 盲簽名)。
HMAC
全稱是 Hash-based Message Authentication Code，即“基于 Hash 的消息認(rèn)證碼”。基本過程為對某個消息，利用提前共享的對稱密鑰和 Hash 算法進(jìn)行加密處理，得到 HMAC 值。該 HMAC 值提供方可以證明自己擁有共享的對稱密鑰，并且消息自身可以利用 HMAC 確保未經(jīng)篡改。
HMAC(K, H, Message)
其中，K 為提前共享的對稱密鑰，H 為提前商定的 Hash 算法（一般為公認(rèn)的經(jīng)典算法），Message 為要處理的消息內(nèi)容。如果不知道 K 和 H，則無法根據(jù) Message 得到準(zhǔn)確的 HMAC 值。
HMAC 一般用于證明身份的場景，如 A、B 提前共享密鑰，A 發(fā)送隨機(jī)串給 B，B 對稱加密處理后把 HMAC 值發(fā)給 A，A 收到了自己再重新算一遍，只要相同說明對方確實(shí)是 B。
HMAC 主要問題是需要共享密鑰。當(dāng)密鑰可能被多方擁有的場景下，無法證明消息確實(shí)來自某人（Non-repudiation）。反之，如果采用非對稱加密方式，則可以證明。
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