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TL;DR： 利用非對稱加密技術驗證電子文件真實性與完整性的密碼學機制。
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利用非對稱加密技術驗證電子文件真實性與完整性的密碼學機制。
數位簽章（Digital Signature）是現代資訊安全基礎設施的核心技術之一，其目的是在數位世界中解決三個根本問題：真實性（Authentication，確認發送方身分）、完整性（Integrity，確認內容未遭竄改）、以及不可否認性（Non-repudiation，發送方事後不能聲稱未曾簽署）。
技術原理
數位簽章的運作基於非對稱加密體系（Asymmetric Cryptography），每個使用者擁有一對數學上相關的密鑰：私鑰（Private Key，僅本人持有）與公鑰（Public Key，可公開分享）。簽章的流程分為兩個階段：
簽署階段：發送方先對原始文件套用雜湊函數（Hash Function，如 SHA-256）計算出固定長度的摘要（Message Digest），再以私鑰對摘要進行加密，得到的密文即為數位簽章。發送方將原始文件與數位簽章一起傳送給接收方。
驗證階段：接收方收到文件後，以發送方的公鑰解密數位簽章，還原出發送方所計算的摘要值；同時接收方自行對收到的文件套用相同雜湊函數計算摘要。若兩個摘要完全吻合，則可確認：文件確實由持有對應私鑰者簽署，且傳輸過程中未遭竄改。
常見演算法
RSA（Rivest-Shamir-Adleman）：最廣泛使用的非對稱加密演算法，安全性建立在大整數分解的計算困難性上，密鑰長度通常為 2048 或 4096 位元。
ECDSA（Elliptic Curve Digital Signature Algorithm）：基於橢圓曲線密碼學，在相同安全等級下密鑰長度遠短於 RSA（如 256 位元對應約 RSA 3072 位元），廣泛用於比特幣、TLS 憑證等場景。
Ed25519：Edwards 曲線變體，以高效能與高安全性著稱，近年來逐漸成為 SSH 金鑰與軟體簽章的主流選擇。
公開金鑰基礎設施（PKI）
數位簽章的實用性依賴於可信任的公鑰分發機制，即公開金鑰基礎設施（PKI, Public Key Infrastructure）。PKI 的核心是憑證機構（CA, Certificate Authority），負責將使用者的身分資訊與公鑰綁定後簽發數位憑證（Digital Certificate）。常見的憑證格式為 X.509，用於 HTTPS 網站、電子郵件加密（S/MIME）與文件簽署。在台灣，內政部的自然人憑證即是 PKI 體系的實際應用，讓民眾可在網路上驗證身分辦理政府業務。
主要應用場景
電子合約與文件簽署：法律效力上等同手寫簽名，PDF 簽署（如 Adobe Acrobat 的數位簽章功能）及電子公文交換廣泛採用。
程式碼簽署（Code Signing）：軟體開發商對發布的安裝檔或執行檔進行數位簽章，讓作業系統或應用商店能驗證軟體來源可信，防止惡意程式以合法軟體名義散布。
TLS/SSL 憑證：所有 HTTPS 網站都依賴數位憑證（包含伺服器公鑰）與 CA 的數位簽章，瀏覽器連線時自動驗證憑證合法性。
電子郵件安全（PGP/S/MIME）：對郵件內容簽章，讓收件方確認郵件確實由宣稱的發件人所發送，防範釣魚與偽冒攻擊。
區塊鏈與加密貨幣：每一筆比特幣或以太坊交易都由持有私鑰的錢包擁有者數位簽署，網路節點透過公鑰驗證交易合法性，無需中央機構仲裁。
AI 系統中的應用
隨著 AI 生成內容（AIGC）普及，數位簽章在 AI 領域的重要性日益上升：模型供應商可對模型權重或模型輸出簽章，供用戶驗證模型來源；AI 生成的文件或影片若附帶創作者數位簽章，有助於區分真人創作與 AI 偽造內容（配合 C2PA 標準）；企業部署 AI 工作流程時，可對 AI 生成的報告或決策記錄簽章，確保審計軌跡不可竄改。
安全威脅與注意事項
私鑰外洩是數位簽章最大的安全風險，一旦私鑰洩露，攻擊者即可冒充合法使用者簽署任意文件，因此私鑰必須存放在硬體安全模組（HSM）或加密儲存介質中，絕不能以明文形式儲存或傳輸。量子計算的發展對現有 RSA 和 ECDSA 構成長期威脅，美國 NIST 已在 2024 年正式標準化後量子密碼學（Post-Quantum Cryptography）演算法，如 CRYSTALS-Dilithium，供機構逐步遷移。
在 iPAS AI 應用規劃師認證中，數位簽章屬於資訊安全與資料治理的考核範疇，考生需理解其技術原理、PKI 架構及在 AI 系統安全中的應用場景。
常見問題
數位簽章和電子簽名是同一件事嗎？
兩者有所不同。電子簽名（Electronic Signature）是廣義概念，泛指一切以電子方式表達同意的機制，包含掃描手寫簽名、在線上勾選同意框、輸入 PIN 碼等，不一定有密碼學保護。數位簽章（Digital Signature）是電子簽名的子集，特指基於非對稱加密技術的嚴格密碼學機制，可提供可驗證的身分認證與防竄改保護。在法律效力上，台灣電子簽章法認可符合規定的數位簽章具有與手寫簽名相同的法律效力；但並非所有電子簽名都有同等效力，具體需視法規要求而定。
數位簽章能防止文件內容被複製或截圖嗎？
不能。數位簽章的功能是驗證文件的來源與完整性，而非防止文件內容被查閱、複製或截圖。數位簽章只能告訴接收方「這份文件確實由某人簽署，且內容自簽署後未遭竄改」。如果要限制文件的查閱與複製，需要搭配數位版權管理（DRM, Digital Rights Management）或加密技術，這兩者與數位簽章是不同的技術目標，可以同時使用但功能獨立。
如果私鑰不小心外洩了，應該怎麼辦？
私鑰外洩是嚴重的安全事件，需要立即採取以下行動：首先，向憑證機構（CA）申請撤銷（Revoke）對應的數位憑證，CA 會將其加入憑證撤銷清單（CRL）或透過 OCSP 即時通報，讓其他人驗證時得知該憑證已失效。其次，生成新的密鑰對並申請新憑證。第三，審查外洩期間所有使用舊私鑰簽署的文件和交易，評估是否有被冒用的風險。為預防外洩，私鑰應存放在硬體安全模組（HSM）或作業系統的加密金鑰儲存區，並啟用存取稽核日誌。