非對稱式加密

什麼是非對稱加密

非對稱加密是一種加密方法，利用一對數學相關但不同的金鑰，以確保資料能安全傳輸。不同於僅用單一金鑰進行加解密的對稱加密，非對稱加密使用兩把金鑰：公鑰進行加密，私鑰則負責解密。

公鑰可自由公開發佈，任何人都能用它將資訊加密後傳送給私鑰持有人。私鑰則必須嚴格保密，只能由持有者掌握。這種金鑰的非對稱性，奠定了數位環境下安全通訊的基礎，使雙方無需事先交換金鑰也能完成加密資料的交換。

非對稱加密的運作原理

非對稱加密機制建立於複雜的數學函數，這些函數在單向計算時容易，反向推算則極為困難，除非持有專屬金鑰。主流演算法如RSA，採用大質數及模運算的特性。

流程如下：當用戶A要向用戶B傳送機密資訊時，A會用B的公鑰將資料加密。加密後的訊息僅能由B的私鑰解密，其他人無法取得B的私鑰，因此即使透過不安全的通訊管道，資訊也能保密。

此外，非對稱加密也能用來產生數位簽章。私鑰持有人可用自己的私鑰加密訊息雜湊值，產生數位簽章。任何持有對應公鑰的人都能驗證簽章真偽，確認訊息的作者及完整性。

非對稱加密在區塊鏈中的應用

在區塊鏈技術中，非對稱加密是交易安全與數位資產管理的核心。區塊鏈網路中的每個參與者都擁有一對金鑰：公鑰作為公開地址用來收款，私鑰則用於簽署交易與證明資產處分權。

用戶發起區塊鏈交易時，會用自己的私鑰生成數位簽章，證明該交易確實由該地址持有人發起，且自簽署後資料未被竄改。其他網路參與者可用發送者的公鑰驗證簽章，無需接觸私鑰。

這種安全架構讓區塊鏈能以去中心化系統運作，無須信任中心化機構。非對稱加密加密保護所有權，防止數位資產遭非法使用。

非對稱加密的安全優勢

非對稱加密在資訊安全領域展現明顯優勢。首先，它解決了對稱加密金鑰分發的難題——公鑰可公開傳播，不必經由安全通道傳遞金鑰。

其次，非對稱加密實現不可否認性，確保訊息發送者無法否認已發送的簽章訊息。由私鑰產生的數位簽章是作者的加密證據，沒有私鑰無法偽造。

第三，這種加密方式有助於建立可信的數位環境。參與者可驗證訊息與交易真實性，無需揭露敏感資訊。尤其在區塊鏈領域，信任基礎來自加密保障，而非中心化機構的聲譽。

實際應用場景

非對稱加密廣泛用於各行業與技術方案。金融領域用以保護網路銀行交易安全、預防詐騙。加密貨幣錢包依靠非對稱加密來管理用戶數位資產。

電商產業運用此加密技術保護買家敏感資料，例如提款卡資訊及個人資料。SSL/TLS等保障網頁流量安全的通訊協定，也建立於非對稱加密之上。

在企業環境，非對稱加密用來提升郵件安全、執行用戶認證，並以數位簽章確保軟體完整性。政府部門則運用此技術保護機密檔案、確保電子文件流轉安全。

於區塊鏈技術背景下，非對稱加密為智慧合約、去中心化應用與數位身份管理系統的基礎，為建構可信、透明且安全的去中心化系統提供加密支援，重塑數位經濟的互動與價值交換模式。

FAQ

什麼是非對稱加密？它與對稱加密有何不同？

非對稱加密採用一對金鑰：公鑰與私鑰。對稱加密使用同一把金鑰進行加密與解密。非對稱加密更安全但速度較慢，對稱加密速度較快但安全性相對較低。

非對稱加密如何運作？公鑰和私鑰分別有什麼作用？

非對稱加密使用一對金鑰：公鑰與私鑰。公鑰負責加密資料，可公開傳遞；私鑰用於解密並必須保密。只有私鑰持有人能解密由公鑰加密的資料。

常見的非對稱加密演算法有哪些？RSA和ECC有何差異？

主流非對稱加密演算法包含RSA與ECC。RSA採用大數分解原理，ECC則基於離散對數。ECC能以更短金鑰長度達成更高效率。

非對稱加密有哪些實際應用？如數位簽章、SSL/TLS等。

非對稱加密用於數位簽章、SSL/TLS協定、資料傳輸保護、金鑰交換與身份認證，是網路交易安全及區塊鏈加密運作的基礎。

非對稱加密安全嗎？已知有哪些攻擊方式？

非對稱加密基於大數分解困難，安全性極高。已知攻擊手法包括分解法與旁通道攻擊。現代演算法（如RSA、ECC）能有效抵禦現有運算能力的攻擊。

為什麼需要非對稱加密？相比對稱加密有何優勢？

非對稱加密實現安全金鑰交換與數位簽章，無需共用金鑰。其優勢在於金鑰管理簡便且可公開驗證，對稱加密雖速度快但金鑰分配更複雜。

公鑰和私鑰如何產生與管理？

可使用加密錢包或MetaMask等工具產生金鑰對。務必妥善保存私鑰，切勿洩漏。公鑰用於收款，建議離線備份。

非對稱加密的效能如何？為何比對稱加密慢？

非對稱加密因演算法複雜且金鑰較長，速度較慢。對稱加密因運算簡單而更快。儘管如此，非對稱加密在區塊鏈等高安全需求場景仍不可或缺。