數(shù)字簽名是如何在數(shù)字貨幣交易中工作的

人類總是能夠把他們所說的話以書面形式呈現(xiàn)，所以文化需要一種方法來確定文檔的起源。一旦能夠在紙上交流，就有必要核實紙上所寫的字句是否來自合法的發(fā)端人。

本文將解釋人類如何提供文檔的來源，以及不斷發(fā)展的技術在這一領域中扮演的角色。

歷史上的出處

有證據(jù)表明，人們首次嘗試鑒定文字的起源可以追溯到幾百年前。已知最早的記錄之一是公元三世紀羅馬帝國的提多和安東尼時期。

歷史文獻表明，早在公元201年，羅馬帝國就確立了各種方法，通過這些方法，文獻可以被確證和確認為真實。歷史表明，：“法學家為確定三世紀的偽造行為和查明偽造行為的方式制定了議定書?！?/p>

在對書面文字進行歷史驗證的早期階段，人們主要研究手寫和書法的其他方面，而簽名很快就成為一種簡單而強大的工具，能提供可證明的身份。簽名也成為對附有簽名的文件所載材料或主題背書的一種象征。

簽名的類型

簽名以多種形式存在。隨著科技的發(fā)展，文化對文字的確證方式也在不斷發(fā)展。其中最著名的是濕簽名。

濕簽名就是用鋼筆、鉛筆或其他任何書寫工具在紙上書寫的簽名。在歷史的早期，濕簽名也指那些使用蠟印章或郵票的簽名。這個名稱來源于這樣一個事實：用于添加簽名的墨水在簽名時是濕的，但最終會干燥。

雖然一些更古老的方法，如蠟印已經逐步淘汰，但濕簽名仍然是法律體系識別和識別身份的重要方式之一。

濕簽名可以是任何形式，可以容納不同水平的讀寫能力和書寫能力，這就解釋了為什么濕簽名在許多文化中如此重要的原因。從法律上講，濕簽名可以是一種復雜的書寫形式，例如著名的《美國獨立宣言》（Declaration of Independence）上的約翰·漢考克（John Hancock）簽名，也可以是簡單的X，或簽名者的首字母。

由于濕簽名在法律上和文化上有許多不同之處，這種身份來源的形式并非沒有缺陷。歷史上有許多人試圖復制他人的簽名，主要是為了獲取經濟利益。比如很多家庭成員在富有的父母去世后互相指責對方偽造遺囑。這些例子在世界上許多國家都很常見。

也許歷史上最多產的文件偽造者是約瑟夫·凱西?；钴S在20世紀20年代的凱西，一個酗酒者，能夠以一種非常接近原始簽名的方式復制歷史簽名。據(jù)報道，為了一杯飲料的價格，凱西會為那些提出要求的人偽造簽名。他成功地、持續(xù)地復制了許多著名歷史人物的簽名，其中包括亞伯拉罕·林肯（Abraham Lincoln）和喬治·華盛頓（George Washington）。

凱西揭露了濕簽名的顯著缺點。對于那些在書法方面有天賦的人來說，稍加練習就能復制任何簽名。1962年，《法律與犯罪學雜志》（Journal of Law and criminal ology）文章中，宣稱偽造簽名可能比真正簽名寫得更巧妙。

偽造或涉嫌偽造的案件不斷增加，以及許多法律和學術出版物顯示濕簽名的缺點，導致許多人認為簽名是一種可能徒勞的做法。政府鼓勵人們把簽名做得更復雜，以減少成功偽造的風險。盡管有這些缺點，但并沒有太多的替代辦法，因此濕簽名在今天仍然很普遍。此外，簽署文件不僅是為了紀念一個場合，而且是有關各方的一個重要儀式。

電子簽名

隨著技術的發(fā)展，電子簽名出現(xiàn)了。它們有時也被稱為合成濕信號。電子簽名是由應用程序或服務生成的，這些應用程序或服務將物理濕簽名轉換為圖片或PDF文件，然后將圖片或PDF文件附加到數(shù)字文檔以證明身份。

此類服務的例子包括HelloSign或Pandadoc。這些服務要求用戶上傳他們的濕簽名照片，然后應用程序將其數(shù)字化。其他應用程序可以嘗試使用草書排版等特性創(chuàng)建新簽名。

雖然電子簽名在過去幾年得到了發(fā)展，但它們很少能反映用戶原始的濕簽名。然而，它們使簽署者和文件接受者都感到簽署儀式正在得到遵守。通過這種方式，濕簽名的數(shù)字化不僅僅是提供來源，更具有象征意義。

需要注意的是，與物理濕簽名類似，電子簽名可以采用多種形式。除數(shù)字化濕簽名外，電子簽名的例子可包括電子郵件末尾的類型化名稱、電子表格或文件上的類型化名稱、登錄安全金融網絡的個人識別碼（PIN），以及在電子“條款和協(xié)議”合同上單擊“同意”或“不同意”等。

其中有些方法比其他方法更安全。長期以來，法律制度不承認電子簽名，因為復制一個人簽名的數(shù)字圖像是一件微不足道的事情。例如，如果某人X能夠在線或在以前簽署的文件上訪問某人Y的簽名––他們可以簡單地使用數(shù)字化服務，復制并將其添加到文檔中，而不需要Y的識別。

盡管存在這些問題，但隨著電子簽名服務的發(fā)展，電子簽名已得到法律承認。電子簽名服務使用戶能夠以一種高度重視安全和來源的方式對文件進行電子簽名，以盡量減少假冒偽劣的風險。

在線搜索會產生許多被法律認定為電子簽名的方法。2016年7月1日，歐盟頒布了《歐洲身份和信托服務條例》。新法律允許在整個歐盟范圍內使用電子簽名代替濕簽名。不斷發(fā)展的技術促進了這方面更大程度的安全。

數(shù)字簽名

數(shù)字簽名經常與電子簽名混淆，但與電子簽名不同。數(shù)字簽名是一種電子簽名，因為它們是由電子計算設備創(chuàng)建的。然而，數(shù)字簽名利用了安全的加密技術，使這一領域目前可能達到的最高安全水平。

與之前的濕簽名不同，數(shù)字簽名不需要手寫。相反，它們是一組數(shù)學生成的鍵，允許用戶提供他們對所討論材料的支持。此外，由于它們的設計，數(shù)字簽名可以確保消息或文檔在傳輸過程中不會被更改。

要理解這是如何工作的，就必須深入研究數(shù)字簽名是如何創(chuàng)建的。這種類型的簽名是通過稱為公鑰基礎設施（PKI）的全球公認標準創(chuàng)建的。PKI是指一組標準化的已建立的實踐、角色和策略，通過它們創(chuàng)建、存儲和傳輸數(shù)字證書。此外，PKI還定義了如何跨web處理公鑰加密。

PKI使用數(shù)學算法，使用密碼學生成兩個密鑰——私鑰和公鑰。簽名文檔時，用戶使用他們的私鑰加密數(shù)據(jù)并生成哈希值。發(fā)出加密文檔的是數(shù)字簽名。加密的數(shù)據(jù)通常包括簽名的時間，如果簽名者認為合適，可以進行修改。

加密過程中使用的加密技術確保了在沒有相應公鑰的情況下，任何人都不可能訪問數(shù)據(jù)。

例如，如果X想出售她的房子，并使用她的私鑰在地契上簽名，那么Y就會收到地契和X的公鑰副本。如果公鑰無法解密數(shù)據(jù)，則意味著簽名不是X的。

這也可能意味著文檔在X簽名之后發(fā)生了更改。通常，簽名會被認為是無效的。通過這種方式，數(shù)字簽名保護了簽名者和接收者。由于數(shù)字簽名具有很高的安全性，而且對個人來說是獨一無二的，所以有時人們會將其視為電子指紋。

以數(shù)字貨幣簽署交易

如果您了解數(shù)字貨幣是如何工作的，那么您就知道PKI如何能被加密貨幣網絡所使用。例如，比特幣使用一種基于橢圓曲線密碼學的PKI方法，稱為ECDSA。該方法生成兩個密鑰，這兩個密鑰對于在網絡上簽名和驗證事務非常重要。雖然它是一種安全的方法，但是它有它的缺點，特別是在多層事務的情況下。

目前，比特幣和以太坊都允許多方授權交易。但是，它們必須首先創(chuàng)建一個新簽名。雖然這種方法有效，但它的主要缺點是它揭示了有關各方正在一起工作的事實。隨著對隱私和金融主權的日益關注，目前比特幣網絡中多團體架構的這方面，以及其他加密貨幣，是一個重大缺陷。

此外，許多加密貨幣中的當前多符號設置效率低下，因為事務中涉及的當事方越多，所產生的聚合簽名的大小也就越大。這也會影響對多事物交易收取的費用。膨脹的事務大小會導致網絡膨脹，從而延遲結算速度。

Schnorr聚集方法

為了解決跨數(shù)字貨幣的多團體設置中出現(xiàn)的效率低下問題，人們開始關注Schnorr聚合方法。這個方法以數(shù)學家克勞斯·施諾（Claus Schnorr）的名字命名，它以一種相對簡單的方式解決了這些挑戰(zhàn)。

Schnorr簽名本質上支持將多個簽名及其對應鍵聚合到單個簽名中。因此，來自單個簽名的Schnorr多團體事務是不可察覺的。這個簡單的修復消除了隱私和大小方面的問題。

此外，Schnorr聚合方法否定了為適應多團體事務而編寫新代碼所固有的安全風險。Schnorr多團體事務是在密碼學層而不是腳本層中處理的，這消除了腳本錯誤的可能性。

Schnorr方法是線性的，不幸的是，它也存在問題。簡單地說，組合兩個Schnorr簽名也會生成一個有效的Schnorr簽名。這可以為惡意參與者提供一個攻擊向量。然而，需要注意的是，這仍然是一個理論向量，在實際應用中可能不可行。

然而，區(qū)塊鏈對Schnorr簽名的持續(xù)研究已經找到了一種降低任何風險的方法。格雷戈里·馬克斯韋爾（Gregory Maxwell）、安德魯·波爾斯特拉（Andrew Poelstra）、亞尼克·休林（Yannick Seurin）和彼得·維爾（Pieter Wuille）在他們的論文《簡單的Schnorr多重簽名與比特幣應用》（Simple Schnorr mulTI-signature with ApplicaTIons to Bitcoin）中描述了Schnorr簽名是“一種新的多重簽名方案，它可以改善比特幣的性能和用戶隱私問題”。為了達到這一目的， Wuille和他的同行們還引入了一個BIPdesigned用來在比特幣的底層代碼基上附加Schnorr簽名。

如果比特幣網絡能夠成功實現(xiàn)這一升級（這將通過一個軟分支實現(xiàn)），那么其他加密貨幣很可能會效仿。Schnorr簽名代表了在加密貨幣中以安全而私有的方式證明身份的自然過程。