加签验签原理

当我们谈到加签（签名）和验签（验证签名）时，通常是在信息安全领域中，特别是在数据传输和通信方面。这两个概念主要用于确保数据的完整性和身份验证，以防止数据被篡改或冒充。

加签原理：

加签是指在数据传输之前，发送方对数据进行加密处理，生成一个数字签名，并将该签名与原始数据一起发送给接收方。数字签名是基于加密算法的计算值，其生成过程需要使用私钥，而验证过程则使用相应的公钥。

1. 选择哈希算法： 首先，选择一个哈希算法，这个算法将用于产生原始数据的哈希值。哈希值是一个固定长度的字符串，唯一地表示输入数据。
2. 计算哈希值： 发送方使用选择的哈希算法对原始数据进行哈希运算，生成哈希值。
3. 使用私钥加密哈希值： 发送方使用其私钥对生成的哈希值进行加密，形成数字签名。
4. 发送数据和数字签名： 发送方将原始数据和数字签名一起发送给接收方。

验签原理：

验签是在接收方接收到数据后，利用发送方的公钥来验证数据的完整性和真实性。

1. 选择哈希算法： 接收方选择与发送方相同的哈希算法。
2. 计算哈希值： 接收方使用选择的哈希算法对接收到的原始数据进行哈希运算，生成哈希值。
3. 使用公钥解密数字签名： 接收方使用发送方的公钥对接收到的数字签名进行解密，得到解密后的哈希值。
4. 比较哈希值： 接收方将解密后的哈希值与自己计算得到的哈希值进行比较。如果两者相同，则说明数据完整，未被篡改。

通过这样的加签和验签过程，可以确保数据在传输过程中没有被篡改，并且能够验证数据的发送方是否是合法的。这种方式在保护数据完整性和身份验证方面非常有用，特别是在网络通信和安全传输的场景中。下面是python代码示例

from cryptography.hazmat.backends import default_backend
from cryptography.hazmat.primitives import hashes
from cryptography.hazmat.primitives import serialization
from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import rsa
from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import padding
from cryptography.exceptions import InvalidSignature

# 生成密钥对
def generate_key_pair():
    private_key = rsa.generate_private_key(
        public_exponent=65537,
        key_size=2048,
        backend=default_backend()
    )
    public_key = private_key.public_key()
    return private_key, public_key

# 存储私钥
def save_private_key(private_key, filename="private_key.pem"):
    with open(filename, "wb") as key_file:
        key_file.write(private_key.private_bytes(
            encoding=serialization.Encoding.PEM,
            format=serialization.PrivateFormat.TraditionalOpenSSL,
            encryption_algorithm=serialization.NoEncryption()
        ))
        
# 加载私钥
def load_private_key(filename="private_key.pem"):
    with open(filename, "rb") as key_file:
        private_key = serialization.load_pem_private_key(
            key_file.read(),
            password=None,
            backend=default_backend()
        )
    return private_key

# 存储公钥
def save_public_key(public_key, filename="public_key.pem"):
    with open(filename, "wb") as key_file:
        key_file.write(public_key.public_bytes(
            encoding=serialization.Encoding.PEM,
            format=serialization.PublicFormat.SubjectPublicKeyInfo
        ))

#加载公钥
def load_public_key(filename="public_key.pem"):
    with open(filename, "rb") as key_file:
        public_key = serialization.load_pem_public_key(
            key_file.read(),
            backend=default_backend()
        )
    return public_key
    
# 私钥加签
def sign_data(private_key, data):
    signature = private_key.sign(
        data,
        padding.PKCS1v15(),
        hashes.SHA256()
    )
    return signature

# 公钥验签
def verify_signature(public_key, signature, data):
    try:
        public_key.verify(
            signature,
            data,
            padding.PKCS1v15(),
            hashes.SHA256()
        )
        return True
    except InvalidSignature:
        return False

# 示例用法
private_key, public_key = generate_key_pair()

# 保存密钥对
save_private_key(private_key)
save_public_key(public_key)

# 加签
original_data = b"Hello, World!"
signature = sign_data(private_key, original_data)

# 传输原始数据和签名
# ... (在实际应用中，这两个值可能被传输到其他地方)

# 验签
loaded_public_key = load_public_key()
is_valid_signature = verify_signature(loaded_public_key, signature, original_data)

if is_valid_signature:
    print("签名验证成功，数据完整。")
else:
    print("签名验证失败，数据可能被篡改。")