数字签名和数字摘要的区别和联系

数字签名和数字摘要是现代计算机网络通信中常用的安全技术手段。这两种技术都在数据通信过程中起到了加密和解密的作用，但两者的功能却有很大的区别。本文将从多个角度对数字签名和数字摘要的区别和联系进行深入分析。

1.定义与应用

数字签名是一种确保在不可信环境中的数据传输中数据不被篡改、伪造、抵赖的安全技术。采用了非对称加密算法，通过对数据进行加密和解密操作，使得数据内容不被篡改的同时，签名者的身份得以验证。数字签名在电子商务、支付结算、公证等多个领域得到了广泛的应用。

数字摘要是将任意长度的数据经过特殊算法处理生成一段固定长度的摘要（也称消息摘要），用于保证数据的完整性。数字摘要算法是不可逆的，任何一个变化都会导致摘要发生变化，这就保证了数据的不可篡改性。数字摘要广泛应用于数据完整性检测、信息鉴定、数字版权保护等方面。

2.加密算法和加密方式

数字签名采用的加密算法是非对称加密算法，主要有RSA、DSA等。非对称加密算法需要分成公钥和私钥，公钥是为了给别人用来加密信息，私钥则是用来解密信息的。数据加密时使用公钥，数据解密时使用私钥。公钥是可以公开的，但私钥只能保存在签名者的机器上，不能对外泄露。数字签名的加密方式是先对信息进行哈希，然后再使用发件人的私钥对哈希值进行签名，接收者在收到信息后使用发件人的公钥对签名进行验证。

数字摘要采用的加密算法是哈希算法，主要有MD5、SHA-1、SHA-2、SHA-256等。哈希算法是将输入的任意长度的信息通过哈希函数变换成一个固定长度的输出，输出值通常被称为摘要或哈希值。同样的输入一定会输出相同的哈希值，但是，只要输入发生一点改变，输出的哈希值也会发生巨大的改变。数字摘要的加密方式是将原始数据通过哈希算法计算得到摘要，再一同发送给目标接收方。接收方在收到数据后，通过哈希算法计算出数据的哈希值，并将结果与接收的摘要进行比较，如果一致，数据就没有被篡改。

3.安全性

数字签名具有较高的安全性。数字签名在签名的过程中需要私钥的参与，而私钥的安全性是非常重要的，因此，私钥一般都会保存在加密芯片或其他安全设备中，只有具有签名者私钥的机器才能进行签名操作，因此数字签名具有较高的安全性。

数字摘要没有数字签名安全，因为哈希值是根据输入的数据计算得出的，并不需要使用者进行加密，任何人都可以计算出哈希值。只有在哈希算法足够不可逆时，才能保证数据的安全性。

4.数据存储和传输

数字签名需要将签名信息和原始数据一起传输，因此，数字签名会增加数据传输量。数字签名信息与原始数据在进行传输时，需要使用一些加密算法来加密数据，以保证数据不被恶意攻击者截获篡改。数字签名在进行存储时也需要考虑到数据的机密性问题，因为签名者的私钥是非常重要的，需要保证安全可靠的存储。

数字摘要只需将计算出的摘要值传输给对方，存储时无需进行额外的保护和处理，因为摘要并非原始数据，储存过程中不会泄露数据隐私。

综上所述，数字签名和数字摘要在应用场景、加密算法和加密方式、安全性以及数据存储和传输等方面都有着明显的区别。在实际应用中，选择数字签名或数字摘要应根据具体情况进行。数字签名适用于对数据进行签名和验证的场合，数字摘要适用于对数据进行完整性验证的场合。