什么是数字签名？它如何在区块链上验证交易的来源和完整性？

数字签名通过非对称加密确保数据来源真实且未被篡改。1、发送方用私钥对数据摘要加密生成签名；2、接收方用公钥解密签名并比对摘要，一致则验证成功。在区块链中，每笔交易需附带数字签名，节点验证签名有效性和输入未花费状态，确保交易合法。为防重放攻击，系统引入唯一标识如UTXO或nonce，重复交易将被拒绝。

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数字签名是一种加密技术，用于验证数据的来源和确保其在传输过程中未被篡改。

一、数字签名的基本原理

数字签名利用非对称加密体系，通过私钥对交易信息进行签名，公钥则供他人验证签名真伪。该机制保障了交易不可否认性和完整性。私钥必须严格保密，否则会导致身份冒用。

1、发送方使用哈希算法对原始交易数据生成摘要。

2、发送方用自己的私钥对摘要进行加密，形成数字签名。

3、接收方获取交易数据和数字签名后，使用相同的哈希算法重新计算数据摘要。

4、接收方使用发送方的公钥解密数字签名，得到原始摘要。

5、比较两个摘要是否一致，若一致则证明数据完整且来源可信。

二、区块链中的签名验证流程

在区块链网络中，每一笔交易都需附带有效的数字签名，节点通过验证签名确认交易合法性。此过程防止伪造交易和重复消费。无效签名的交易将被节点直接丢弃。

1、用户发起交易时，客户端用其私钥对交易内容生成签名。

2、交易广播至网络，各节点接收并提取公钥、签名及交易数据。

3、节点使用公钥验证签名对应的身份是否拥有支出权限。

4、节点重新计算交易哈希，并与解密后的签名摘要比对。

5、只有签名有效且输入未被花费的交易才会进入内存池等待打包。

三、防止重放攻击的方法

为避免同一签名被多次使用，区块链系统引入序列号或时间戳机制，确保每笔交易具有唯一性。即使签名正确，重复的交易标识也会被拒绝。

1、每条交易包含唯一的输入引用（如UTXO）或nonce值。

2、节点在验证时检查该引用是否已被记录在链上。

3、如果发现相同引用的交易已存在，则新交易被视为无效。

4、某些链采用状态机模型，只有当前状态匹配才能执行交易。

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