時間戳是通過數字簽名技術生成的數據，它是事件日期和時間的數字記錄。簽名的對象包括原始文件信息、簽名參數、簽名時間等信息。時間戳機構對此進行數字簽名并生成時間戳，以證明原始文件在簽名時間之前就已存在。時間戳具有準確性、不可篡改性和可驗證性的特點。

時間戳來自辦公室用來記錄文件收到時間的橡皮戳。隨著數字系統的發展，時間戳的應用范圍已經擴展到指附加在數字數據上的數字日期和時間信息。20世紀60年代末，開發了Unix操作系統。為了統一內存存儲時間和處理日期的計算，肯·湯普森決定將時間戳標準化。在20世紀90年代，推出了時間戳協議。1988年，ISO 8601對時間和日期的表示進行了標準化。2001年，IIETF發布了RFC 3161，它定義了公鑰基礎設施時間戳協議。2002年，RFC 3339進一步優化和改進了ISO 8601。2014年，法國eIDAS法規（第42條）制定了電子時間戳指南，該指南被定義為以電子方式將日期和時間附加到任何數字數據的過程。

時間戳廣泛應用于知識產權、合同簽署、金融、電子招投標、股票交易和個人檔案管理等領域。在計算中，它通常用于跟蹤數據的創建、修改或訪問時間。然而，時間戳正面臨著物理安全和軟件安全等挑戰。隨著應用需求的增加，缺乏統一標準已成為電子簽名應用發展的障礙。

“時間戳”一詞來自辦公室使用的橡皮圖章，用于在紙質文件上蓋章，有時還會印上時間以記錄收到文件的時間。隨著數字數據系統的出現，該術語已經擴展到指附加在數字數據上的數字日期和時間信息。例如，計算機文件包含指示文件上次修改時間的時間戳，而數碼相機將時間戳添加到拍攝的照片中以記錄照片拍攝的日期和時間。

在計算機系統中，為了節省磁盤空間，早期的日期格式大多采用4字節或32位的存儲空間編碼，但在精度和范圍上都有一定的限制。20世紀60年代末，在貝爾實驗室開發了Unix操作系統，需要一種一致的方式在操作系統中存儲時間和處理日期計算，因此Ken Thompson決定使用1970年1月1日00:00:00（UTC）作為Unix時間的起點，這確保了時間戳對于大多數32位時間都是正的，因此Unix時間戳的計算基于世界時（UTC）1970。

據預測，2038年1月19日，Unix時間戳將因32位溢出而停止工作，成千上萬的應用程序將需要采用新的時間戳約定。為了解決32位時間表示的限制，一些系統開始使用64位時間表示，從而允許更大的時間范圍。盡管有其局限性，Unix時代的時間戳仍因其簡單性和兼容性而被廣泛使用。

為了規范和統一時間戳格式，許多時間標準和協議開始出現。1985年，網絡時間協議（NTP）開始使用，它具有低網絡開銷和低服務響應延遲，可用于時間戳開發。1988年，國際標準組織ISO發布了ISO 8601標準，該標準在國際上對時間和日期的表達進行了標準化和統一，有助于人和機器理解和消除影響全球操作的各種日期約定、文化和時區所造成的差異。

20世紀90年代，時間戳協議的工作得以開展，美國出現了許多關于時間戳的專利，如數字文檔的安全時間戳方法、數字文檔認證系統等。直到21世紀，時間戳才引起了人們的廣泛關注。2001年，IETF制定了RFC 3161，即公鑰基礎設施時間戳協議，它描述了發送到時間戳機構（TSA）的請求和返回的響應的格式。2002年，IEEE發布了精確時間協議（PTP），同年，IETF發布了RFC 3339標準Internet上的日期和時間:時間戳，該標準改進和完善了日期和時間格式的ISO 8601標準。2014年，法國eIDAS法規（第42條）制定了電子時間戳指南，規定了以電子方式將日期和時間附加到任何數字數據的流程。

隨著數字技術的不斷成熟，時間戳被應用于司法實踐等其他領域，時間戳認證在知識產權糾紛中的應用顯著增加。2021年，新一輪科技革命和產業變革進一步深化，區塊鏈科技快速發展。時間戳在區塊鏈被廣泛用作底層技術，因為它可以確保交易的有效性，而區塊鏈數據庫允許整個網絡的記錄者在每個塊中加蓋時間戳，從而形成一個不可破解和不可偽造的數據庫。

時間戳是一個完整且可驗證的數據，可以表明某個數據在某個時間之前已經存在，時間戳系統是用于生成時間戳的可信第三方。時間戳系統可以作為數字證書認證系統的一個組件提供服務，也可以獨立提供服務。

時間戳服務的本質是將用戶的數據與當前的準確時間綁定，然后用時間戳系統的數字證書進行簽名。憑借時間戳系統在法律上的權威地位，生成一個可用于法律證據的時間戳，以證明用戶數據的生成時間，從而達到“不可否認”或“反否認”的目的。

時間戳系統至少需要包括三個部分:可信時間源、簽名系統和時間戳數據庫；

可信時間源：可信時間源是時間戳系統的時間來源，TSA系統中所有組件的時間都必須基于此可信時間源，尤其是簽發的時間戳中填寫的時間必須嚴格按照可信時間源填寫。作為可信時間源本身，要么是國家權威時間部門發布的時間，要么是國家權威時間部門認可的硬件和方法獲得的時間。

簽名系統：簽名系統負責接收時間戳申請，驗證申請的合法性，生成和發布時間戳，并最終將時間戳存儲在數據庫中。在此過程中，應用消息和發布時間戳的格式以及時間戳的生成和發布必須滿足規范中給出的要求。用戶向簽名系統發起時間戳應用。簽名系統獲取用戶的文件數據摘要后，驗證應用程序的有效性。最后，將當前時間和文件摘要以一定的格式綁定并簽回并保存在數據庫中。

時間戳數據庫：時間戳數據庫負責保存TSA系統發布的時間戳，它必須定期備份，以便用戶在需要時可以從中申請時間戳。時間戳數據庫的存儲、備份和檢索也應符合規范中的規定。

時間戳由應用程序編程接口（API）和操作系統提供的系統調用管理，這些接口用于讀取和設置文件時間戳，以及檢索當前時間生成的時間戳。

時間戳的主要目的是通過一定的技術手段驗證數據生成的時間，以驗證該數據在生成后是否被篡改。因此，時間戳服務提供商必須證明服務中使用的時間源是可靠的，并且所提供的時間戳服務是安全的。時間戳協議的原理包括簡單時間戳協議、線性連接協議、樹形協議、二進制協議、分布式協議等。

簡單時間戳協議：使用時間戳服務時，將涉及三個角色，即時間戳作者（TSA）、申請時間戳服務的用戶（Subcriber）和時間戳證書的驗證方。美國運輸安全管理局為一段數據申請了時間戳證書，以證明這段數據在申請時間戳證書之前確實存在。在此時間之后，可以跟蹤對數據的更改，這可以防止偽造數據進行欺騙。證書持有人將需要申請時間證書的數據發送給時間戳機構，時間戳機構將生成的時間戳證書發送給證書持有人。當需要證明數據未被篡改時，證書持有者出示數據對應的時間戳證書，時間戳證書的驗證者驗證其真實性，從而確認數據是否被篡改。最基本的時間戳協議的工作流程是:申請時間戳服務的用戶將需要認證的數據傳輸給時間戳服務的提供者，然后時間戳服務的提供者將經過認證的時間戳證書返回給用戶。但該協議存在一些隱患，主要體現在隱私、帶寬、時間戳結構的錯誤操作、信任等方面。

樹形協議：樹協議是線性鏈路協議的優化協議。該協議將時間戳證書鏈接分解成許多小組。在每個組中，時間戳服務的用戶可以向TSA申請時間戳證書，整個過程通過建立一個樹結構來實現，其中樹結構的葉子是用戶的時間戳證書申請。TSA使用基于身份認證的可信時間戳服務系統來研究安全哈希函數，以計算樹結構中的節點值。

分布式協議：在分布式協議中，TSA包括兩種服務器:一個接收服務器和多個部分簽名服務器。每個部分簽名服務器擁有TSA簽名密鑰的一部分。當接收服務器接收到時間戳服務請求時，它向每個部分簽名服務器發送請求的副本和接收請求的時間。當部分簽名服務器接收到簽名請求時，它將檢查附加到該請求的時間，并將其與本地時間進行比較。如果它們相似，每個部分簽名服務器用它們的部分密鑰對文件和時間進行簽名，然后將該部分簽名傳輸到接收服務器，接收服務器將所有部分簽名組合成最終的完整簽名。

線性連接協議：線性鏈接協議是為了解決時間戳機構必須完全信任的問題而提出的。該協議的設計思想是在時間戳證書之間建立緊密的聯系，并像鏈表一樣將用戶申請的時間戳證書按順序鏈接起來。為了驗證時間戳機制是否作弊，該機制設置了一個固定的時間，并通過不同的渠道發布最近通過的時間戳證書列表。任何人都可以通過時間戳機制發布的證書列表來驗證時間戳鏈表的有效性，從而確定時間戳機制是否公平可靠。

分級請求時間戳協議：提出了分層請求時間戳協議，使局域網中的用戶能夠獲得及時可信的時間戳。在該協議中，用戶組和本地時間戳機構（LTSA）位于局域網中，形成第一級時間戳請求層；公共時間戳機構（PTSA）單獨構成二級時間戳請求層，對用戶組透明；用戶組從LTSA獲得LTS（本地時間戳），并將時間戳完全標記在局域網中，這可以避免網絡中的用戶訪問公共網絡。

通用標準時間（UTC）格式是時間戳最常用的格式，其精度至少為秒。其語法結構為:YYYYMMDDhhmmss【。s..】Z】Z例如:20240219001326.34352Z（其中YYYY為年份；MM是月份；DD是天；Hh是小時；Mm是分鐘；Ss是秒；[.s..】是可選的，表示秒的小數部分；z表示UTC時間）。

計算機的內部時鐘和時間戳值是根據時代確定的。計算機的日期和時間是根據自計算機定義的紀元以來經過的秒數來確定的。紀元時間對應于UTC的0小時0分0秒，紀元日期取決于所使用的操作系統。Unix的紀元日期是1970年1月1日，而Windows計算機的紀元日期是1601年1月1日00:00:00（UTC）。如果Unix的紀元時間是1639172876秒，則為2021年12月10日星期五晚上9:47:56。

ISO 8601：國際標準ISO 8601指定了日期和時間的數字表示形式，可用于構造時間戳值。該標準符號有助于避免國際交流中許多不同國家符號造成的混亂，并增加計算機用戶界面的可移植性。國際標準日期的表達式為:YYYY-MM-DD，其中YYYY是指公歷的年份，MM是一年中01至12之間的月份，DD是一個月中01至31之間的日期。例如，2016年9月1日在標準符號中被寫成2016-09-01。一天的國際表示法是:hh: mm: ss，其中hh是00到24之間的小時數，mm是00到59之間的分鐘數，ss是00到60之間的秒數。ISO 3601標準時間值之前通常有一個測試指示器。例如，下午1: 31: 16可以表示為T13:31:16。

時間戳

RFC 2822：RFC 2822標準對日期和時間進行了標準化，該標準用于在HTTP和電子郵件標題中統一表示日期和時間。RFC 2822的日期顯示格式包括星期幾、數字日期、月份、年份、時間和時區的三個字母縮寫，如01 Jun 2016 14:31:46 -0700，表示時間為2016年9月1日14:31:46?！?0700”表示比世界標準時間晚7小時，具體格式為“+”或“-”hhmm，“+”表示早于世界標準時間，“-”表示晚于世界標準時間。

RFC 3339：RFC 3339中的時間戳規范完善了ISO8601標準和RFC2822標準。它將日期、時間和日期格式化為單個緊湊字符串，表示為2016-09-01t 14:31:16-0700 2016年9月1日14: 31: 46，其中ISO8601中的指示器“t”可以替換為其他字符，包括

RFC 3161：RFC 3161描述了發送到時間戳機構（TSA）的請求和返回的響應的格式，時間格式的表示沒有變化?？蛻粝騎SA發送一個帶有哈希值Y的時間戳請求。TSA將當時的標準時間值、此請求的序列號和一些狀態參數附加到Y上，并簽名后發送給客戶。此外，該協議還結合了COSE保護和時間戳，并且有兩種組合格式:TTC（時間戳然后是COSE）和CTT（COSE然后是時間戳）。

eIDAS：法國的eIDAS法制定了電子時間戳指南。合格的電子時間戳應準確顯示日期和時間以及與日期和時間相關聯的數據完整性的推定，并且需要滿足以下要求:將日期和時間與數據綁定，以合理排除數據被潛移默化更改的可能性；使用高級電子簽名簽名，或使用合格的信托服務提供商的高級電子印章蓋章，或使用某種等效方法簽名；基于與協調世界時相關的精確時間源。

其他格式：如果數據存儲是DB2，則可以使用日期、時間和時間戳類型的DB2字符串來表示時間，日期或時間的字符串表示形式可以是ISO、美國、歐洲或JIS格式。時間戳的字符串表示形式使用ISO格式。

可信時間的生成：可信時間的原始來源來自國家權威時間部門（如國家授時中心），或使用國家權威時間部門認可的硬件和方法獲得的時間。獲取方式包括:使用一定的無線接收設備通過無線方式獲取國家權威時間部門的時間發布，如長波信號、衛星信號等；使用某種時間同步協議從指定的網絡地址獲取時間；使用國家權威時間部門認證的某種硬件來獲取時間，例如使用子時鐘。

TSA接待方式：時間戳機構（TSA）通過電子郵件、文件傳輸、套接字和HTTP接受和發布時間戳申請。

時區處理：時區是一套確定當地時間的規則，與特定地理區域的增量時間有關。操作系統使用用戶系統上的區域設置將世界標準時間轉換為用戶的本地時區。

時鐘同步：基于網絡通信的時鐘同步主要通過同步節點之間交換時間戳信息來完成。從每個節點的角度來看，它們有自己的時鐘，并且可以從參考時鐘中知道傳輸時間間隔。分布式系統中的所有節點定期更新其時鐘值并維護與時間相關的信息的過程，以使每個節點顯示的時間在適當更改后仍接近相同。

夏令時調整：夏令時（DST）是在美國和加拿大的大部分地區以及其他一些國家和地區實施的一小時時鐘調整。Linux將DST偏移量添加到時間戳中。如果DST處于文件時間戳中指定的時間，Linux將添加偏移量，并且DST期間創建的文件總是提前一小時顯示。Windows不關心文件所在的時間環境，并以相同的方式處理DST。如果當前系統時間包含DST偏移量，它會將DST偏移量添加到時間戳中。您也可以通過自己更改系統上的時間來修改夏令時的開始時間或結束時間。

散列算法：密碼學中的哈希算法確保接收方收到的數據沒有經過第三方攻擊者篡改數據的完整性驗證。其基本思想是通過哈希函數計算任意長度數據的短定長二進制值，這個結果稱為哈希值。對數據進行任何修改后，計算出的哈希值都會不同，因此可以通過數據的哈希值來驗證數據是否完整。

數字簽名：時間戳是通過數字簽名技術生成的數據，數字簽名的過程如下:發送方使用哈希函數處理消息以形成固定長度的消息摘要，通過DSA算法計算其私鑰和消息摘要以生成數字簽名，然后將數字簽名和消息一起發送。接收方使用相同的哈希函數計算消息以生成消息摘要，并使用DSA算法計算消息摘要和發送方的公鑰以生成數字簽名A，同時從接收的消息中獲得數字簽名B。如果數字簽名A和數字簽名B相等，則數字簽名通過驗證，否則驗證失敗。

時間戳顯示創建、交換、修改或刪除某些信息的時間。它可以用來顯示社交媒體帖子的發布日期、發送在線聊天和查看信息的日期以及數碼相機拍照的日期。它還可以用于計算機系統、法律認證、區塊鏈技術和數據管理。

區塊鏈技術：區塊鏈區塊使用時間戳來確保交易的有效性，例如加密貨幣。在區塊鏈技術中，數據以電子記錄的形式永久存儲，存儲這些電子記錄的文件稱為數據塊。區塊鏈數據庫允許全網的記錄者在每個區塊上加蓋一個時間戳，該時間戳為區塊鏈每個區塊的信息生產增加了時間驗證，每個數據的輸入都追溯到來源，按時間順序排列，經過驗證，并確保數據是真實的，不可篡改的，從而證明了數據的原始性和所有權。

數據庫管理：數據管理依靠時間戳來確保數據的完整性和質量。時間戳用于跟蹤數據庫管理系統中的數據變化。通過使用時間戳，數據庫可以記錄插入或更新記錄的時間，從而實現高效的數據檢索和審計。它們還用于實現時態數據庫中基于時間的查詢和數據版本控制。

計算機系統：在分布式系統中，時間戳用于管理并發操作并保持多個節點之間的一致性。Lamport時間戳和vector時間戳是分布式系統中排序事件的常用技術，它們允許進程協調操作并避免沖突。此外，時間戳可以幫助識別軟件漏洞。通過分析日志文件中的時間戳和監控系統活動，安全專業人員可以檢測可疑模式、潛在攻擊媒介和異常行為。

法律認證：時間戳可用于數字版權保護。通過給數字內容打上時間戳，創作者可以證明他們的所有權和創作時間，并可以解決知識產權的法律糾紛。帶有時間戳的數據可以作為版權歸屬的可靠證據。此外，數字合同和數字簽名使用時間戳來顯示文檔的簽署時間。