什麼是Cryptography？

Cryptography 是現代數位安全體系的核心基石，在高度互聯的環境下，成為抵禦網路威脅的首要防線。隨著數位通訊全面普及，深入掌握加密原理，對於防止電腦網路中敏感資訊遭到非法存取，變得極為重要。

什麼是Cryptography？

Cryptography 是一門針對在潛在敵手存在下，實現安全通訊的科學與技術。其名稱源自希臘語「隱藏的書寫」，涵蓋將資訊轉換為未經授權者無法解讀的格式的方法體系。本領域專注於建構讓通訊雙方即使在電腦網路中資料遭攔截，第三方也無法解讀內容的保密交流系統。

加密通訊的本質包含兩大核心要素：明文與密文。明文指原始、可讀的資訊（例如英文 "I love you"），密文則是加密後產生的亂數字元或數字，遮蔽其真實含義。例如，採數字替換法，將每個字母對應字母表序號，"I love you" 可轉為 "0912152205251521"。

將明文轉為密文的過程稱為加密，反之則為解密。這套雙向機制是所有加密系統的基礎，發送方與接收方必須都掌握加密方式，才能在電腦網路中實現安全通訊。

加密簡史

Cryptography 的發展歷程橫跨數千年，從簡單替換法演進至保護現代網路通訊的高階演算法。早在數位時代以前，古代文明就已運用祕密通訊技術；例如部分埃及墓室的特殊象形文字，被認為是最早的加密書寫實例之一。

歷史上最知名的加密方式之一為凱撒密碼，由尤利烏斯·凱撒用於軍事通訊。這種替換密碼將每個字母依固定位移（通常為 3）向後移動，如 "A" 變 "D"，"B" 變 "E" 等。此技術簡單有效，長期維護了羅馬軍事機密。

文藝復興時期，加密技術日益精密。16 世紀，蘇格蘭女王瑪麗被囚時，其支持者安東尼·巴賓頓設計出複雜的密碼系統，包括 23 種字母符號、25 種單詞符號，以及用於迷惑攔截者的無意義符號。然而，弗朗西斯·沃辛厄姆的密碼專家成功破解內容，揭露針對伊莉莎白一世的陰謀，最終導致瑪麗於 1587 年被處決。

20 世紀，加密技術出現機械化突破。納粹德國的 Enigma 機運用多組旋轉圓盤加密軍事通訊，並每日更換設定，產生幾乎無法破解的密碼。英國數學家艾倫·圖靈開發的 Bombe 機專為破解 Enigma 密碼，成為同盟國二戰勝利的關鍵技術之一。

戰後，加密重點由實體資訊轉向電腦網路的數位資料。1977 年，IBM 與 NSA 共同推出資料加密標準（DES），成為業界標準直至 1990 年代。隨著運算能力提升，DES 日益易受暴力破解攻擊，促使高階加密標準（AES）問世，至今仍是網路資料保護的業界標竿。

什麼是加密金鑰？

加密金鑰是所有加密系統的核心工具，是在電腦網路中加密與解密受保護資訊的關鍵環節。過去，金鑰指的是具體的密碼對照表，例如巴賓頓密碼中的每個符號對應特定字母或單字。

現代數位加密中的金鑰則已演變為結合複雜演算法的字母數字序列。透過加密演算法作用於明文，金鑰產生僅能以金鑰解密的亂數密文。金鑰長度與隨機度越高，加密安全性越強，更能防範網路上的非法解密。

加密金鑰就像數位世界的鎖與鑰匙，確保只有授權者能存取敏感資料。任何加密系統的安全性，皆仰賴金鑰對攻擊者的嚴格保密，同時確保合法用戶的可用性。

兩種主要加密類型

現代加密體系採用兩類金鑰管理方式，依不同網路通訊安全場景而定。

對稱金鑰加密是較早發展的加密方式，早在電腦時代前即廣泛應用，至今仍不可或缺。此方式發送方與接收方共用同一組金鑰進行加密及解密，雙方需擁有完全一致的金鑰副本，才能於網路實現安全溝通。高階加密標準（AES）為典型代表，將資料分為 128 位元區塊，並以 128、192 或 256 位元金鑰進行加解密。對稱加密速度快且效率高，但在金鑰分發上有安全風險——雙方必須以安全方式共享金鑰，避免遭竊。

非對稱金鑰加密於 1970 年代問世，徹底革新數位安全。此種方式採用公鑰與私鑰兩組金鑰，公鑰可公開流通如郵寄地址，私鑰須謹慎保密如個人密碼。公鑰用於加密，僅有對應私鑰可解密，實現無需事先共享金鑰的安全通訊。此技術尤為促進加密貨幣的發展。數位貨幣普遍採用橢圓曲線加密（ECC），屬非對稱加密，確保去中心化區塊鏈交易安全。用戶可公開公鑰收取數位資產，私鑰則確保資產絕對自主，打造無需傳統金融機構介入的信任機制。

加密的應用場景

Cryptography 已成現代數位生活基石，守護電腦網路中無數日常線上互動。每當用戶於電商網站輸入信用卡資訊、登入信箱或進行網路銀行交易時，加密協定都在背景運作，防止敏感資料遭惡意竊取。這些安全機制深植於日常流程，多數用戶其實未察覺加密技術於資訊傳輸過程中的複雜性。

加密貨幣的出現大幅拓展加密技術應用，突破傳統資料保護侷限。數位貨幣體系證明，非對稱加密可實現安全、去中心化的點對點支付，無須仰賴可信任第三方。每個數位錢包憑藉公鑰與私鑰組合，用戶能完全掌控數位資產，徹底顛覆傳統金融中介角色。

智慧合約的應用更推動加密於去中心化應用（dApp）開發的創新。這類合約能於特定條件下自動執行預設操作，結合區塊鏈的去中心化特性與非對稱加密的安全性。不同於傳統 Web 應用需蒐集密碼、信箱等個資，去中心化應用改以錢包加密簽章進行身分驗證，無須收集傳統個人資料。這項進展促成去中心化金融、區塊鏈遊戲等多元服務，並有望重塑網路世界的線上隱私標準。

這些發展展現了 Cryptography 從軍事機密通訊技術到現代數位基礎設施關鍵支撐的演變。隨著新技術持續湧現，加密技術於全球電腦網路中的應用將不斷擴展。

結論

Cryptography 已由古代祕密書寫技術發展為現代數位安全的高階科學。自凱撒密碼到守護區塊鏈的複雜演算法，加密技術不斷回應嶄新安全挑戰。對稱與非對稱金鑰體系，靈活回應不同資安需求，既能實現高效資料加密，也支援安全、去中心化的通訊。

隨網路攻擊日趨複雜、數位互動於電腦網路日益頻繁，加密技術的核心地位日漸鞏固。其於加密貨幣及去中心化應用的拓展，不僅改變資訊保護模式，更重塑我們對信任、隱私與數位系統主控權的想像。掌握加密原理已成現代數位環境的基本素養，個人資料、金融資產及私人通訊的安全，全仰賴這些數學基礎於網路的應用。隨科技不斷演進，Cryptography 必將持續領航網路通訊安全與隱私的未來。

常見問題

電腦網路中的 Cryptography 是什麼？

Cryptography 透過在資訊儲存與傳輸過程中加密資料，防止未經授權存取，保障電腦網路資料安全。其利用數學演算法將明文資料轉為不可讀密碼，確保網路中敏感資訊的機密性與完整性。

Cryptography 有哪四種類型？

Cryptography 可分為對稱金鑰加密、非對稱金鑰加密、雜湊演算法與數位簽章。對稱金鑰加密使用共享金鑰，非對稱金鑰加密採公鑰與私鑰，雜湊演算法將資料轉成定長雜湊碼，數位簽章則用來驗證真實性與不可否認性。

Cryptography 的四大原則是什麼？

Cryptography 的四項原則為機密性、完整性、真實性及不可否認性，分別確保資料安全、阻止非法存取、驗證資料未被竄改，以及確認發送者身分並防止交易遭否認。

對稱加密與非對稱加密有何不同？

對稱加密以同一金鑰進行加密與解密，速度快但金鑰分發有風險；非對稱加密採公鑰和私鑰配對，金鑰交換與數位簽章更安全，但運算效能較慢。