当你考虑在线交易的安全性时，你会发现数字签名和证书。 这些要素是保护敏感数据的支柱。
您可能想知道它们是如何协同工作以提高安全性的，或者它们之间的区别是什么。 我们将探讨数字签名与数字证书的区别，从它们的工作原理到使用方法、优点和局限性。 让我们从最基本的开始。
目录
- 什么是数字签名？
- 数字签名如何工作？
- 数字签名在哪里使用，谁在使用数字签名？
- 如何获取数字签名？
- 什么是数字证书？
- 数字证书在哪里使用，谁在使用数字证书？
- 如何获取数字证书？
- 数字证书的优势
- 数字证书的缺点
- 数字签名和数字证书有什么区别？
什么是数字签名？
数字签名是一种电子签名，使用加密技术来验证数字文件、信息或软件的来源和完整性。 它采用数学算法为特定数据生成独一无二的数字指纹或 “签名”。 这种签名对发送者和所签署的内容都是独立的，可保证发送者的身份，并确保数据在传输过程中保持完整。
数字签名的分类如下
- 第 1 类签名（电子邮件签名）：这些签名可验证电子邮件地址与其合法所有者之间的联系，提供电子邮件的真实性。
- 第 2 类签名（基于身份的签名）：这类签名通过将个人身份与预先验证的数据库进行比较来验证个人身份。
- 第 3 类签名（当面验证签名）：这些签名是在对亲自申请的个人进行验证后授予的，可确保在网上购物平台和电子投标等重要金融交易中获得更高的信任和验证。
现在，让我们一步步看看它们是如何工作的。
数字签名如何工作？
- 创建：要签署数字文件，签署者首先要按照数字签名标准的规定，使用加密算法创建一个独一无二的数字签名。 这种算法可确保签名的安全性和唯一性。
- 加密：然后使用签名者的私人密钥对数字签名进行加密，私人密钥是与数字签名证书相关的密钥对的一部分。 该证书由受信任的证书颁发机构颁发，包含有关签名者身份和公开密钥的信息。
- 附件：加密数字签名附在数字文档之后，可以是一个单独的文件，也可以集成在文档本身中。 这一过程可确保签名与所认证的文件密不可分。
- 验证：接收者收到数字签名文件后，使用从数字签名证书中获取的签名者的公开密钥对签名进行解密。 这一步骤验证签名的真实性及其与文件的关联。
- 完整性检查：接收方使用哈希函数对文件进行完整性检查。 它确认文件自签署以来未被修改，从而保持了文件的完整性。
- 认证：如果解密后的签名与文件相符，完整性检查通过，收件人就可以相信文件是真实的，没有被篡改。
数字签名在哪里使用，谁在使用数字签名？
从政府机构到私营企业，各行各业都广泛采用数字签名。 它们采用复杂的算法，是传统电子签名更安全的替代品。
在数据安全和数字身份证明至关重要的领域，这项技术至关重要。 在银行和金融业，数字签名可确保交易和协议的安全；在法律领域，数字签名可确认法律文件的真实性。
医疗机构利用数字签名来保护病人记录，政府机构则利用数字签名来确保官方文书工作的安全并简化行政流程。 此外，数字签名还能保护各类企业的数字资产。 它们的采用凸显了电子交易对数据完整性、效率和合规性的重视。
数字签名的优势
通过利用加密技术，数字签名可确保数据安全，使未经授权的各方几乎无法篡改文件内容而不被发现。 数据完整性的这一基本特征意味着你可以相信数字签名文档中的信息与签名者的意图完全一致。
使用数字签名时，您不仅仅是在保护文件。 您还可以简化程序，提高整体安全性。 以下是一些主要优势：
- 效率：由于文件可以通过数字方式签署和发送，无需亲自到场或邮寄，因此交易速度更快。
- 降低成本：减少对纸张、印刷和邮资的需求，长期使用可节省大量费用。
- 具有法律约束力：在许多司法管辖区，数字签名与传统手写签名具有同等法律效力。
- 增强安全性：时间戳和独一无二的签名人身份识别等功能增加了安全层级，超越了实体文件所能实现的安全层级。
- 全球认可：数字签名得到广泛认可和跨国接受，促进了国际商业交易。
- 监管合规：数字签名有助于企业遵守与文档认证和完整性相关的各种监管要求，如欧盟的 GDPR 或医疗保健行业的 HIPAA。
数字签名的缺点
- 密钥管理的复杂性：加密密钥和证书管理具有挑战性，需要额外的资源和专业知识才能确保正确实施。
- 对技术基础设施的依赖：数字签名依赖于公钥基础设施（PKI），包括安全平台和可信的证书颁发机构，而在不同的环境中建立和维护公钥基础设施可能具有挑战性。
- 兼容性问题：软件的兼容性至关重要，因为它必须支持特定的数字签名技术，这又给整个过程增加了一层复杂性。
- 标准化挑战：鉴于数字签名的实施方法和技术多种多样，要在不同系统之间建立顺畅的互动关系，就必须实现标准化。
- 财务方面的考虑：有效利用数字签名往往需要购买数字证书和验证软件，这可能会给发送方和接收方带来巨额费用。
如何获取数字签名？
获取数字签名需要一系列技术步骤。 一切从选择第三方证书颁发机构开始。 最初的选择非常重要，因为数字签名的可靠性和安全性取决于 CA 的完整性。
- 选择可信的 CA：首先要选择一家以其强大的安全措施而著称的信誉良好的证书颁发机构。
- 验证身份：提交必要的文件以确认您或贵组织的身份，以便进行验证。
- 生成密钥对：使用OpenSSL等加密软件生成私钥和公钥–这是创建和验证数字签名所必需的。
- 获取数字签名：CA 签发数字签名证书，将你的身份与你的公开密钥联系起来。 它能确保数字签名的真实性。
- 安装和使用：在服务器或应用程序上安装数字签名证书，以安全地对文档进行数字签名。
正如你所看到的，我们已经在数字签名中提到了数字证书，这是因为它们是保护数字数据的更大系统的一部分。 在接下来的章节中，我们将讨论数字证书。
什么是数字证书？
数字证书是一种电子文档，用于通过互联网等数字网络验证实体（如个人、计算机、网站或组织）的身份。 它包含实体的身份信息、公共密钥和可信第三方（称为证书颁发机构）的数字签名，后者负责确认信息的真实性。
数字证书如何工作？
下面将逐步解释数字证书的功能：
- 公钥加密技术：数字证书依赖于公钥加密法。 该系统使用成对的密钥：公钥和私钥。
- 发送者的私人密钥当发送者希望安全地传输信息时，他们会使用自己的私人密钥为数据创建数字签名。 这种签名对发送者和传输的数据都是独一无二的。
- 发件人的公开密钥：任何需要验证发件人身份或解密用发件人私人密钥加密的数据的人都可以广泛获取发件人的公开密钥。
- 公钥和私钥：发送者对自己的私人密钥保密，绝不与任何人共享。 不过，他们会将自己的公开密钥随意分发给他人。
- CA 颁发数字证书：这些证书包含发件人的公开密钥和其他识别信息，如姓名和组织机构。
- 数字签名：CA 使用其私人密钥对证书进行数字签名，确保信息的真实性。
- 验证：当接收方收到发送方的数据时，他们会使用发送方的公开密钥（从数字证书中获取）来验证数据上的数字签名。 如果签名与发件人的公开密钥相符，收件人就可以确信数据未被篡改，而且确实来自声称的发件人。
数字证书在哪里使用，谁在使用数字证书？
下面的例子说明了依赖数字证书建立安全在线交易和通信的不同行业和实体。
- 网站浏览器：Google Chrome、Mozilla Firefox、Microsoft Edge 和 Apple Safari 等浏览器使用数字证书（也称为SSL 证书）来验证网站身份、建立安全连接、向用户显示安全指示并警告他们潜在的风险。
- 电子邮件安全：数字证书，特别是S/MIME 证书，用于加密用户之间发送的电子邮件，确保只有目标收件人才能访问邮件内容。
- 电子商务网站：亚马逊、eBay 和 Shopify 等网站使用数字证书确保在线交易的安全，从而确保您的个人和财务信息在购物过程中得到保密。
- 物联网设备：智能恒温器、安全摄像头和可穿戴设备等物联网（IoT）设备使用数字证书与其他设备或服务器建立安全连接，保护通过网络传输的数据。
- VPN 提供商： 虚拟专用网（VPN）使用数字证书对用户设备与其 VPN 服务器之间的连接进行验证和加密，确保用户浏览互联网时的隐私和安全。
- 软件公司：开发人员使用代码签名证书对其软件应用程序进行签名，以确保用户下载的商品是正版的。
数字证书功能
下面列出了数字证书最重要的功能：
- 身份验证：验证在线交易中个人、设备或实体的身份。
- 数据完整性：确保数据在传输过程中保持不变和不被更改。
- 加密：通过将数据转换成只有使用相应的私人密钥才能解密的不可读格式来确保数据安全。
- 密钥管理：促进加密密钥的安全生成、存储和分发。
- 撤销：允许在证书受损或不再可信的情况下使其失效。
- 合规性：遵守X.509、PKCS 和 GDPR 等行业标准和法规。
- 有效期：指定证书在需要更新或重新签发之前的有效期。
如何获取数字证书？
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- 根据安全需求和预算选择证书颁发机构。
- 生成包含服务器密钥和组织信息的证书签名请求（CSR）。
- 向 CA 提交 CSR，启动申请程序。
- 等待 CA 验证详细信息，包括组织和域所有权。
- 下载并在服务器上安装签发的证书。
数字证书的优势
没有数字证书，就不可能通过网络安全地发送数据。 以下是它们的主要优点：
- 强大的加密功能：数字证书采用AES 加密技术，这是一种广为接受的高度安全的加密标准，可保护共享数据。
- 身份验证：它们提供了一种可靠的手段来验证参与在线交易的用户、设备或实体的身份，从而降低冒名顶替或欺诈的风险。
- 可扩展性：数字证书具有可扩展性，可在不影响安全性或性能的前提下，在大规模网络和各种应用中进行高效管理和部署。
- 可信度：数字证书通过验证参与方的真实性，建立了在线互动的信任，为电子商务、通信和其他数字交易提供了一个安全的环境。
数字证书的缺点
- 费用大多数数字证书的成本约为 100 美元或更低，但有些类型的数字证书成本更高。 实施和维护它们会对预算造成影响，包括证书发放费用、基础设施设置和持续管理费用，尤其是大规模部署时。
- 复杂性：管理数字证书涉及密钥生成、证书更新和吊销管理等复杂问题，需要专业知识。
- 单点故障：依赖集中式证书颁发机构来颁发和验证证书可能会造成单点故障，如果证书颁发机构受到威胁，整个系统都可能受到破坏。
- 证书生命周期管理：数字证书的生命周期有限，需要及时更新或更换，以保持运行的连续性。 如果不能有效管理证书生命周期，就可能导致服务中断或安全漏洞。
数字签名和数字证书有什么区别？
数字签名和证书协同工作，以确保电子文档或通信的真实性和完整性，但它们的目的不同。
数字签名就像一个虚拟指纹，能唯一识别信息发送者或文件作者。 它是使用附加在文件或信息上的加密算法创建的。 当某人对文件进行数字签名时，就形成了该文件独一无二的数学表示。
任何人都可以使用签名者的公开密钥对该签名进行验证，从而确保文件未被篡改，并且来自所声称的发送者。
另一方面，数字证书就像 CA 签发的数字身份证。 它包含证书持有者的信息，如企业名称和公开密钥，用于验证所有权和身份。
当别人收到一份数字签名文件时，可以使用签名者的数字证书来验证签名的真实性。 之所以能做到这一点，是因为数字证书是由可信 CA 签发的，这意味着其中包含的信息已经过验证，可以信赖。
底线
现在，您了解了数字签名与数字证书的区别，就有能力区分它们在网络安全中的具体作用了。 数字签名可验证数据的来源和完整性，而数字证书则可验证在线通信中各方的身份。 这些知识使您能够实施有效的安全措施，自信地降低网络风险。
