【比特币数字签名过程是什么】看完这篇你就全明白了，原理步骤清晰易懂

你在转比特币的时候，是不是偶尔会盯着屏幕上的 “数字签名” 发呆？明明点了转账，系统却要等签名验证通过才能到账，这到底是为啥？自己的币，为啥还要这么个 “签名” 来凑热闹？别着急，今天小编就一点点给你讲清楚，比特币数字签名到底是啥过程，看完你保准明白。

一、先搞懂：比特币数字签名到底是啥？

咱们平时签合同，用笔在纸上写下名字，是为了证明 “这份合同是我同意的”。那比特币交易里，没有纸也没有笔，怎么证明 “这笔钱是我愿意转的”？
这时候数字签名就派上用场了。简单说，比特币数字签名就是用数学方法生成的一段代码，它能证明两件事：第一，这笔交易确实是币的主人发起的；第二，这笔交易从发起后，没有被任何人偷偷改过。
可能有朋友会问：“不用数字签名不行吗？” 还真不行。因为比特币没有银行这样的中间机构，所有交易都是用户之间直接进行的，要是没有数字签名，别人可能会伪造你的名字转走你的币，或者偷偷改交易金额，那谁还敢用比特币啊？

二、数字签名的 “幕后功臣”：非对称加密

要搞懂数字签名过程，得先认识非对称加密，这可是数字签名的 “灵魂”。
非对称加密有两个钥匙：一个叫私钥，就像家里的房门钥匙，只能自己保管，绝对不能给别人；另一个叫公钥，可以随便告诉别人，就像快递单上的地址，别人知道了才能给你寄东西。
它们的关系很特别：用私钥加密的东西，只有对应的公钥才能解开；用公钥加密的东西，也只有对应的私钥才能解开。咱们的数字签名，就是靠这个特性来工作的。
这里有个小问题要自问自答：

• 问：公钥和私钥是怎么来的？
• 答：是通过一套复杂的数学算法生成的，而且是成对出现的。你可以理解为，先有私钥，公钥是从私钥里 “算” 出来的，就像妈妈生宝宝，有了妈妈（私钥），才能有宝宝（公钥）。

三、比特币数字签名的完整步骤，一步都不能少

下面小编就把数字签名的过程拆成几步，咱们一步一步来看，保证你能看懂。

步骤 1：生成属于自己的密钥对

在你第一次使用比特币钱包的时候，钱包会自动帮你生成一对密钥：私钥和公钥。

• 私钥：是一串长长的随机数字和字母，比如 “5KYZdUEo39z3FPrtuX2QbbwGnNP5zTd7yyr2SC1j299sBCnWjss”（这只是例子，千万别用）。
• 公钥：是从私钥生成的另一串字符，比如 “04833b9e85326e6952108351d054c88a360f7a5048a923f274ce8c8f8c560785e47071615cf38350ade75e7b2c55a03cd9375f632f6ff0b71e85140c6142278”。

咱们得记住，私钥是 “根”，一定要保管好，丢了就等于丢了比特币，谁也帮不了你；公钥可以放心告诉别人，别人用你的公钥就能给你转比特币。

步骤 2：创建要交易的信息

比如你想把 0.5 个比特币转给小明，这时候交易信息就包括：

• 付款人（你的公钥对应的地址）
• 收款人（小明的公钥对应的地址）
• 交易金额（0.5 BTC）
• 交易时间等其他信息

这些信息会被打包成一个 “交易记录”，就像咱们平时写的转账单。

步骤 3：给交易信息 “算个哈希”

哈希算法就像一个 “信息压缩器”，能把上面那堆交易信息变成一串固定长度的字符，这串字符就叫哈希值。

• 比如交易信息哪怕只改了一个标点符号，哈希值就会完全不一样，就像你在纸上写的字，哪怕多一个点，看起来就完全不同了。
• 比特币用的哈希算法是 SHA-256，算出来的哈希值是 64 个字符。

这里又有个问题：

• 问：为什么要算哈希值？
• 答：因为交易信息可能很长，直接用私钥签名太麻烦，哈希值又短又独特，用它来签名更高效，而且同样能保证信息没被改过。

步骤 4：用私钥给哈希值 “签名”

这一步就是真正的 “签名” 了。你用自己的私钥对刚才算出来的哈希值进行加密，加密后的结果就是数字签名。
这就好比，你把转账单的 “浓缩版”（哈希值）用自己的私钥锁起来，只有你的公钥才能打开，别人一看就知道这是你签的。

步骤 5：把交易信息和签名一起广播出去

签完名后，你的钱包会把 “交易信息” 和 “数字签名” 打包在一起，发送到比特币网络上，让全网的节点都能看到这笔交易。

步骤 6：全网节点验证签名，确认交易有效

当其他节点收到这笔交易时，会做两件事来验证：

1. 用付款人的公钥解开数字签名，得到一个哈希值（咱们叫它 “签名哈希”）。
2. 自己再把收到的交易信息算一遍哈希，得到另一个哈希值（咱们叫它 “验证哈希”）。
3. 对比这两个哈希值，如果一样，就说明交易是真的，而且没被改过；如果不一样，交易就会被拒绝。

到这里，整个数字签名的过程就完成了，是不是也没那么难？

四、数字签名和传统签名有啥不一样？看表格就清楚

小编特意做了个表格，对比一下数字签名和咱们平时用笔签的名，看完你就更明白数字签名的好处了。

对比项	传统签名（用笔签）	比特币数字签名
安全性	容易被模仿、伪造	几乎不可能伪造，因为私钥只有自己有
可复制性	复制后容易被滥用	复制也没用，验证时会发现不是原签名
验证方式	靠人眼辨认，容易出错	电脑自动验证，速度快且准确
适用场景	纸质文件	网络上的比特币交易
能否修改	签名后文件能被偷偷修改	签名后改交易信息会被识破

五、关于数字签名，这些问题你可能也想问

问：如果我的私钥被别人知道了，会怎么样？

答：那麻烦就大了！别人可以用你的私钥伪造数字签名，转走你所有的比特币，而且追不回来。所以私钥一定要存在安全的地方，比如离线的硬件钱包，千万别存在手机相册或者电脑里。

问：交易广播后，验证需要多久？

答：一般来说，节点验证签名是很快的，几秒钟就能完成。但交易要被确认，还得等矿工把它打包进区块，这可能需要几分钟到几十分钟，看网络拥堵情况。

问：数字签名会不会过期？

答：不会。一旦签名完成，只要交易信息没变，签名就一直有效。但如果交易被确认后，就不能再用同一个签名发起新的交易了，因为比特币是 “UTXO 模型”，花出去的币就不能再花了。

六、新手容易踩的坑，小编提醒你避开

1. 别把公钥当私钥用：有人分不清公钥和私钥，把私钥发给别人，结果币被转走了，这可太亏了。记住，公钥可以给任何人，私钥只能自己看。
2. 别随便用在线工具生成密钥：有些不正规的网站生成的密钥可能有后门，最好用知名的钱包软件生成。
3. 备份私钥时别拍照：拍照可能会被云同步，或者手机丢了被别人看到，最好手写在纸上，藏在安全的地方。

七、小编的一点心得

其实刚开始接触比特币数字签名时，小编也觉得头大，又是私钥又是哈希的，看着就复杂。但拆成步骤一点点看，就会发现它的逻辑很简单：就是用数学方法证明 “交易是真的，没被改过”。
比特币之所以能在没有中间机构的情况下安全运行，数字签名功不可没。它就像一个无形的 “公证人”，在每笔交易背后默默工作，保证咱们的币能安全到账。
希望这篇文章能帮到刚接触比特币的朋友，要是还有哪里没看懂，欢迎留言问小编，咱们一起讨论。记住，玩比特币，先搞懂这些基础原理，才能更放心地用哦！