ลายเซ็นดิจิทัล (Digital Signature) เป็นเทคนิคทางคณิตศาสตร์ที่ตรวจสอบความแท้จริงและความสมบูรณ์ของข้อความ ซอฟต์แวร์ หรือไฟล์ดิจิทัล ช่วยให้เราสามารถตรวจสอบชื่อผู้เขียน วันที่และเวลาของลายเซ็น และยืนยันเนื้อหาข้อความได้ ลายเซ็นดิจิทัลให้ความปลอดภัยที่สูงกว่ามาก และตั้งใจแก้ปัญหาการปลอมแปลงและการปลอมแปลงตัวตน (Intentionally copy another person's characteristics) ในการสื่อสารดิจิทัล
เทคนิคเหล่านี้ออกแบบมาเพื่อรองรับคู่คู่ของลายเซ็นมือเขียนในรูปแบบดิจิทัล และสามารถนำไปใช้โดยใช้ทฤษฎีการเข้ารหัส (Cryptography) ในความเป็นจริง ลายเซ็นดิจิทัลของข้อความคือตัวเลขที่ขึ้นอยู่กับความลับบางอย่างที่รู้จักเฉพาะผู้ลงนาม และเนื้อหาของข้อความที่ลงนาม ลายเซ็นควรสามารถตรวจสอบได้โดยไม่ต้องเข้าถึงข้อมูลลับของผู้ลงนาม
การตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูลทางธุรกิจคอมพิวเตอร์เชื่อมโยงเทคโนโลยีและกฎหมายทั้งสอง พร้อมทั้งเรียกร้องความร่วมมือระหว่างบุคคลจากพื้นหลังวิชาชีพและด้านความรู้ที่หลากหลาย
ลายเซ็นดิจิทัลแตกต่างจากลายเซ็นอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Signatures) ไม่เพียงแค่ในแง่ของกระบวนการและผลลัพธ์ แต่ยังทำให้ลายเซ็นดิจิทัลมีประโยชน์มากกว่าสำหรับวัตถุประสงค์ทางกฎหมาย บางลายเซ็นอิเล็กทรอนิกส์ที่ถูกต้องตามกฎหมายในฐานะลายเซ็น อาจไม่ปลอดภัยเท่าลายเซ็นดิจิทัล และอาจนำไปสู่ความไม่แน่ชัดและข้อโต้แย้ง
เมื่อบุคคลทำลายเซ็นดิจิทัล จะมีไฟล์ที่เข้ารหัสเพิ่มอีก 2 ไฟล์ถูกสร้างขึ้น นั่นคือ "Private Key" (คีย์ส่วนตัว) ซึ่งอยู่กับเจ้าของลายเซ็น และ "Public Key" (คีย์สาธารณะ) ซึ่งถูกส่งพร้อมกับไฟล์ที่ลงนาม เพื่อให้ผู้รับสามารถเปิดได้
หน้าที่หลักของใบรับรองดิจิทัล (Digital Certificate) คือการเชื่อมโยงผู้ใช้เฉพาะกับคู่คีย์ Public/Private Key ใบรับรองดิจิทัลเป็นสิ่งเทียบเท่าของใบขับขี่ในเครือข่าย และทำงานร่วมกับการเข้ารหัสเพื่อให้แน่ใจว่าการสื่อสารปลอดภัย
แนวคิดนี้คล้ายกับการเข้ารหัสแบบ Asymmetric (Asymmetric Cryptography) แต่เป็นแบบเสริมเติม ในขณะที่ในโครงร่างการเข้ารหัส Public-key คีย์สาธารณะสามารถใช้เข้ารหัสข้อความ และคีย์ส่วนตัวใช้ถอดรหัส ลายเซ็นดิจิทัลได้มาจากการสร้างตัวเลขโดยใช้คีย์ส่วนตัว และตรวจสอบด้วยคีย์สาธารณะ
ลายเซ็นดิจิทัลมีแอปพลิเคชันบางอย่างในความปลอดภัยข้อมูล เช่น การยืนยันตัวตน (Authentication) ความสมบูรณ์ของข้อมูล (Data Integrity) และ Non-repudiation (การไม่ปฏิเสธ) แอปพลิเคชันสำคัญของลายเซ็นดิจิทัลคือการรับรองคีย์สาธารณะในเครือข่ายขนาดใหญ่
การรับรอง (Certification) เป็นวิธีสำหรับ Trusted Third Party (TTP) ในการเชื่อมโยงตัวตนของผู้ใช้กับคีย์สาธารณะ มีเอนทิตีบางอย่างที่สามารถยืนยันคีย์สาธารณะได้โดยไม่ต้องได้รับความช่วยเหลือจาก Trusted Third Party แสดงให้เห็นได้อย่างชัดเจนว่าทฤษฎีการเข้ารหัสแบบ Asymmetric ทำลายปัญหาการแจกจ่ายคีย์ได้อย่างไร
ผู้ใช้ที่ต้องการรับข้อความที่เข้ารหัส สามารถส่งใบรับรองที่รวมคีย์สาธารณะของเขาซึ่งออกโดย TTL หรือ Certificate Authority ผู้รับที่ต้องการเข้ารหัสและส่งข้อความ สามารถตรวจสอบได้ว่าใบรับรองถูกออกโดย Certificate Authority (CA) ร่วมกัน โดยใช้คีย์สาธารณะของ CA ดังนั้นได้รับการรับประกันว่าคีย์สาธารณะที่ได้รับเป็นของผู้รับที่ตั้งใจไว้
