賓建偉，相里朋

（工業(yè)和信息化部電子第五研究所，廣州 510610）

0 引言

信息互聯(lián)網(wǎng)的普及應(yīng)用解決了端到端的通信問題，但其無法有效解決非信賴網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，端到端的數(shù)據(jù)篡改問題，更無法滿足價值互聯(lián)網(wǎng)的信任傳遞、價值共享的需求。電子簽名和區(qū)塊鏈結(jié)合有望解決上述問題。區(qū)塊鏈技術(shù)，通過非對稱加密算法、哈希散列算法等技術(shù)，為非信賴網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中建立起可靠的通信機制，解決了端到端數(shù)據(jù)篡改問題。電子簽名技術(shù)，通過非對稱加密算法、哈希散列算法等技術(shù)，也解決了端到端的數(shù)據(jù)篡改問題，并為電子數(shù)據(jù)提供法律保障和安全保障。二者都采用了相同的加解密算法，都解決了數(shù)據(jù)易篡改的問題，那么兩者可相互代替，還是可結(jié)合使用？本文將簡要介紹區(qū)塊鏈、電子簽名的概念及主要技術(shù)，并探討兩者之間關(guān)系。

1 區(qū)塊鏈的概念及主要技術(shù)

1.1 區(qū)塊鏈的概念

區(qū)塊鏈是一種全新的計算機技術(shù)應(yīng)用模式，作為一種傳遞信任、共享價值、促進協(xié)作的底層基礎(chǔ)軟件，具有去中介、難篡改、可追溯、多方互信等特性，可廣泛應(yīng)用于電子政務(wù)、社會征信、5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、供應(yīng)鏈金融等領(lǐng)域。其以時間順序?qū)^(qū)塊數(shù)據(jù)排序，并組合成一個鏈式結(jié)構(gòu)，采用非對稱加密和哈希散列來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的不可篡改和不可偽造。其本質(zhì)是一種分布式賬本，采用分散和合作的方式，保證分布式數(shù)據(jù)的安全性，類似于獨立客觀的第三方公證人，不在任何個人、組織或機構(gòu)的控制下，記錄和見證著所有行為與數(shù)據(jù)。區(qū)塊鏈主要使用基于橢圓曲線數(shù)學的公鑰密碼學算法，簽名人可以使用綁定身份信息的私鑰對數(shù)據(jù)電文進行簽名，之后將簽名與原始數(shù)據(jù)發(fā)送給整個網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點則可用公鑰對其有效性進行驗證，從而解決端到端的數(shù)據(jù)篡改問題，并建立基于數(shù)學、代碼和機器的信任，促使區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的節(jié)點能在非信賴的環(huán)境下自由、安全的交換數(shù)據(jù)。

1.2 區(qū)塊鏈的主要技術(shù)

區(qū)塊鏈并非一種全新的前沿技術(shù)，而是一種集成了多種現(xiàn)有技術(shù)的組合式創(chuàng)新，其技術(shù)主要有分布式賬本、點對點傳輸、密碼學應(yīng)用和共識機制等。

（1）分布式賬本技術(shù)。區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的區(qū)塊就像一個個電子賬單，記錄著所有節(jié)點的交易信息。每個區(qū)塊的數(shù)據(jù)都存儲在各用戶的客戶節(jié)點中，所有節(jié)點共同構(gòu)成了一個安全可靠的分布式賬本。即使任意節(jié)點的數(shù)據(jù)被銷毀，整個系統(tǒng)的賬本完整性與正確性都不會受到影響。整個系統(tǒng)具有高度的透明性和開放性，除對交易各方的私有信息進行加密外，會將可共享信息面向所有人公開，并可通過開放接口查詢到公開數(shù)據(jù)。

（2）點對點傳輸技術(shù)。點對點傳輸技術(shù)也稱為對等網(wǎng)絡(luò)，是TCP/IP的一種通信體系結(jié)構(gòu)。采用點對點傳輸技術(shù)后，相互連接的節(jié)點都處于平等地位，節(jié)點可直接連接且自由進出，任意節(jié)點的權(quán)利和義務(wù)都是均等的，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)塊由整個系統(tǒng)中的節(jié)點來共同維護。

（3）密碼學應(yīng)用技術(shù)。區(qū)塊鏈系統(tǒng)采用多種密碼學原理進行數(shù)據(jù)加密及隱私保護，尤其是非對稱加密算法和哈希散列算法（同電子簽名的主要技術(shù)）。

（4）共識機制技術(shù)。共識機制又稱為共識算法，是區(qū)塊鏈系統(tǒng)中各個節(jié)點達成一致的策略和方法，常見的有 POW、POS、DPOS、PBFT、DAG 等數(shù)十種算法，系統(tǒng)可根據(jù)不同的應(yīng)用場景、系統(tǒng)情況來靈活選擇。

2 電子簽名的概念及主要技術(shù)

2.1 電子簽名的概念

1995年電子商務(wù)作為一種新的商務(wù)模式誕生，之后以驚人的速度快速發(fā)展。為了解決電子合同的簽署問題，滿足電子商務(wù)交易的需求，電子簽名應(yīng)運而生。1996年聯(lián)合國頒布了《電子商務(wù)示范法》，各國電子商務(wù)立法如火如荼，我國電子商務(wù)立法最終在國家信息化戰(zhàn)略的引導下出臺。2005年，我國《中華人民共和國電子簽名法》正式出臺，賦予了電子簽名合法有效性。

2019年頒布的《中華人民共和國電子簽名法》（修正）中規(guī)定，電子簽名是指數(shù)據(jù)電文中以電子形式所含、所附用于識別簽名人身份并表明簽名人認可其中內(nèi)容的數(shù)據(jù)。本法所稱數(shù)據(jù)電文，是指以電子、光學、磁或者類似手段生成、發(fā)送、接收或者儲存的信息。通俗地講，電子簽名可理解為通過密碼技術(shù)對電子數(shù)據(jù)進行電子形式的簽名。根據(jù)電子簽名法的規(guī)定，可靠的電子簽名與手寫簽名或蓋章具有同等的法律效力。在電子簽名的情況下，用哈希散列算法計算待簽名的文件，得到固定長度的數(shù)字摘要；使用非對稱密鑰對數(shù)字摘要進行加密，得到最終的、受保護的簽名文件。獲取到需驗證的文件時，只要用公鑰解密數(shù)字簽名，并對文件進行哈希散列計算得出數(shù)字摘要，對比是否一致即可。

2.2 電子簽名的主要技術(shù)

電子簽名的主要技術(shù)有非對稱加密算法、哈希散列算法等技術(shù)手段，來保證原始簽約文件的真實性、完整性和未篡改性。

（1）采用非對稱加密技術(shù)，用戶可用對方的公鑰來進行信息加密，并傳送給對方，對方使用自己的私鑰將密文解開，從而確保只有對方可以看到；或者用戶可以用自己的私鑰加密信息，對方使用用戶的公鑰將密文解開，確認該信息只能是用戶所認可的；

（2）采用哈希散列算法，可以將整個信息生成固定長度的報文摘要，即該電子數(shù)據(jù)的“指紋”，不同內(nèi)容的信息一定會生成不同的數(shù)字摘要，從而可以確認電子數(shù)據(jù)是否被更改過。

3 區(qū)塊鏈與電子簽名的關(guān)系

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，特別是5G時代的到來，人機物的互聯(lián)將更加緊密，CA作為實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)空間行為主體身份認證和責任認定的重要手段，面臨著更廣闊的市場需求和更迫切的創(chuàng)新發(fā)展要求，而區(qū)塊鏈作為一種完全由技術(shù)實現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)空間主體信任機制，被認為是未來解決人機物互聯(lián)信任問題的有效方式。那么就有很多人提出疑問，有了區(qū)塊鏈是否還需電子簽名？或有了電子簽名是否還需要區(qū)塊鏈？

首先，區(qū)塊鏈和電子簽名均采用非對稱加密算法和哈希散列算法，來保障原始數(shù)據(jù)、過程數(shù)據(jù)不被篡改，均具備形成可信數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)管理的基礎(chǔ)。其次，二者在確認網(wǎng)絡(luò)主體身份時均采用了相同的密碼學技術(shù)，都是構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)空間主體間信任關(guān)系的手段，均具有確認網(wǎng)絡(luò)主體身份的機制。最后，CA是典型的中心化信任機制，而區(qū)塊鏈則采取去中介化機制，CA是通過管理手段將網(wǎng)絡(luò)空間主體和物理空間法律主體關(guān)聯(lián)起來，而區(qū)塊鏈是將生成的密鑰隨機分發(fā)給網(wǎng)絡(luò)空間主體，無法確認各主體的真實身份。

根據(jù)《電子簽名法》的規(guī)定，電子數(shù)據(jù)的簽名必須是一次一個，且不允許多人同時簽署一份文件（合同審閱和簽名中常見），然后才合并。即未經(jīng)修改的電子文件在多方簽名時，電子簽名只適用于整個文件，而不是其中部分。因此，電子簽名只能證明誰完成了簽約，要取得司法效力，還需補全文檔在多方簽約過程中，未被偽造、篡改的證明以及整個簽約證據(jù)鏈數(shù)據(jù)（電子簽名必須一次一個，無法同時簽名），而區(qū)塊鏈正好可以輔助CA解決上述問題。

區(qū)塊鏈與電子認證的融合應(yīng)用，主要分為政用、民用和商用三大類，無一不是虛擬世界與現(xiàn)實社會的深度融合，其交易和活動仍要受到現(xiàn)實社會的監(jiān)管，個人和機構(gòu)的利益也需受到現(xiàn)實社會的保護，探索二者的應(yīng)用創(chuàng)新，可為構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)空間主體間信任關(guān)系提供堅實的基礎(chǔ)，減少對集中式中間商的需求。當前，大規(guī)模的電子簽名仍需使用集中式存儲，并已成為平臺、網(wǎng)站、應(yīng)用程序或其他在線服務(wù)的骨干，故其一旦出現(xiàn)故障將造成大規(guī)模的損失。區(qū)塊鏈與電子認證的融合應(yīng)用正逐步改變著這種狀態(tài)，為新一代的去中介對等應(yīng)用提供源動力，使得這些應(yīng)用更少地依賴集中控制，從而具備更好地安全性和可靠性。

綜上所述，區(qū)塊鏈與生俱來的屬性與電子簽名技術(shù)天然契合，二者巧妙結(jié)合應(yīng)用，既能保障電子數(shù)據(jù)無法篡改，又能使電子數(shù)據(jù)具備法律基礎(chǔ)，有助于實現(xiàn)新時代我國誠信社會體系建設(shè)。

4 結(jié)語

若能將區(qū)塊鏈和電子簽名的結(jié)合，有助于解決區(qū)塊鏈應(yīng)用及交易活動的法律基礎(chǔ)問題，考慮數(shù)據(jù)電文審查要素要求，保證數(shù)據(jù)電文的真實性，進而構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)行為主體間的信任關(guān)系。區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并不嚴格限制節(jié)點出入，節(jié)點可隨時離開或重新加入網(wǎng)絡(luò)，故當事人在使用區(qū)塊鏈進行數(shù)據(jù)簽名時自主程度大，也滿足法律法規(guī)的要求。但區(qū)塊鏈采用實名賬戶的方式，隱私問題也確實會成為區(qū)塊鏈與電子簽名創(chuàng)新結(jié)合的極大挑戰(zhàn)。