【科技創新】區塊鏈必知的密碼學!一次搞懂對稱、非對稱加密與數碼簽署
Menu
Growth
Wealth
Technology
Strategy
NEWS

【科技創新】區塊鏈必知的密碼學!一次搞懂對稱、非對稱加密與數碼簽署

23rd November, 2021| In Technology

想要購買比特幣,就要擁有比特幣錢包,而比特幣錢包究竟是如何形成有效的交易與安全機制?當中涉及了大量的區塊鏈技術與密碼學知識,而首要任務先搞懂什麼是對稱加密、非對稱加密與數碼簽署,才能進一步了解比特幣錢包中公匙與私匙間的關係與運作。

對稱加密:加、解密皆使用同一把密匙

20211122_Content_1 (1).jpg


基礎密碼學中有兩種加、解密方式,分別為:對稱式加密(Symmetric Encryption)與非對稱式加密(Asymmetric Encryption)。

「對稱式加密」簡單來說,就是傳送方與接收方在加密、解密的過程中都是使用同一把密匙。運作原理如下圖所示:

20211122_Content_2 (1).jpg

在密碼學中,傳送方要傳給接收方的可讀資訊稱為明文(Plain text),而明文經過加密後的資訊就稱為密文(Ciphertext),密文經過解密還原得來的資訊就是明文。

由上圖可得知,雙方都擁有這把鑰匙,當傳送方要傳送資訊時就使用這把鑰匙進行加密,而接收方在收到訊息後,用同一把鑰匙進行解密,就能解開訊息了,而其他的密匙則無法解密。常用的對稱加密算法有AES、ChaCha20、3DES、Salsa20、DES等。

然而,對稱加密的速度雖快,卻有個很大的問題,就是要如何安全地將這把密匙傳給對方?若是這把密匙在傳送過程中被攻擊者給攔截且複製了,那麼攻擊者便可以輕鬆地在雙方都不知情的情形下,查看、甚至竄改之後所有攔截到的加密訊息。

因此,就需要更進階的「非對稱式加密」算法去解決這部分的問題。

非對稱加密:加、解密分別使用兩把不同的密匙

20211122_Content_3.jpg


「非對稱式加密」就是每個使用者都擁有兩把密匙,一把「私匙」(Private key),另一把為「公匙」(Public key)。公匙可以被廣泛地發佈與流傳至網路中,而私匙則必須由使用者自己保管、不與他人共享。

而由公匙加密的訊息,只有私匙才能解密,反之,由私匙加密的訊息,只有公匙才能解密;也就是說,當訊息由其中一把密匙加密後,就必須用另一把密匙來解密,加、解密的鑰匙必須是完整的一對。運作原理如下圖所示:

20211122_Content_4.jpg

由上圖可得知,雙方在傳送訊息之前,先把彼此的公匙傳給對方,傳送方再用接收方的公匙將訊息加密,而接收方在收到加密訊息後,只有用接收方自己的私匙才能解密,而雙方之間不須擁有對方的私匙就能完成加、解密。

因此,即使有心人士拿到公匙,但只要沒有取得接收方的私匙,就無法完成解密。而常用的非對稱加密算法有RSA、Elgamal、Rabin等。

但此時還有個問題,接收方要如何才能確認該訊息是由傳送方傳送的?假設攻擊者設法取得接收方的公匙,假造一封有病毒的訊息,接著再用接收方的公匙進行加密並傳送出去,而接收方誤以為是傳送方所傳來的,用自己的私匙進行解密後就會遭受到攻擊。

為避免這種情況發生,就會需要數碼簽署(Digital Signature)來做二次驗證。

數位簽章:用私匙做簽名,用公匙確認私匙簽名的訊息

20211122_Content_5.jpg

「數碼簽署」(Digital Signature)指的就是,傳送方將要傳送的訊息先用自己的私匙簽名,因為私匙只有本人才有,因此,若訊息有被私匙加密過,就能確認該訊息是由傳送方本人所傳的。運作原理如下圖所示:

20211122_Content_6.jpg

由上圖可得知,雙方先取得彼此的公匙,傳送方要將訊息傳給接收方時,除了用接收方的公匙進行加密外,也用自己的私匙對該封訊息簽名,這個步驟就是傳送方所做的「數碼簽署」,以證明該訊息是由傳送方本人所發送。

這樣當接收方收到訊息時,可用傳送方的公匙來確認是對方的數碼簽署無誤後,接著使用接收方自己的私匙進行解密,以完成雙重保障。

如此一來,即使有攻擊者取得了雙方的公匙,且在傳送過程中攔截到該封加密訊息,但還必須同時擁有傳送方與接收方的私匙,才能成功查看、竄改訊息來完成攻擊。

*資訊參考來源:blockcast、zombit、Bitcoin Magazine、samsonhoi




Back

最新文章

新創進軍美國有多難?她用一招「分級商戰思維」,將 1,100 萬美金跨境難關變成長跳板!

從顧問、創投到加速器共同創辦人,Claire Chang 把自身在亞洲與美國累積的投資與產業經驗,轉化成協助台灣新創進軍美國市場的成長系統。她的故事,不只是個人職涯翻轉...
22nd June, 2026 | In Growth

從圖庫轉身 AI 霸主:這場「反敗為勝」的商戰演繹,教你如何在迷霧中看見航線

當多數 AI 故事都集中在矽谷與大模型公司,來自西班牙馬拉加的 Joaquín Cuenca Abela 則走出另一條路。他沒有靠外部 VC 撐起燒錢擴張,而是把原本的圖庫生意徹底改造,從 AI...
17th June, 2026 | In Strategy

生成式搜尋將取代傳統SEO?19歲創業天才的豪賭:用6人精銳團隊,撬動百萬美金的AI新商機

在許多人眼中,考進哈佛已是少數人能抵達的人生高點,但對 19 歲、出身移民華人家庭的 Christine Zhang 而言,真正不想錯過的,卻是 AI 浪潮下稍縱即逝的創業窗口...
11th June, 2026 | In Growth

別讓出身限制了你的想像力!她如何從移民困局中崛起,領導團隊不斷突破,成為科技界公認的「教母」?

如果只看履歷,李飛飛像是天才型成功人物。但她真正打動人的地方,不是後來有多耀眼,而是在還沒被世界看見之前,她已經在陌生語言、經濟壓力與家庭責任之下,撐過一段很不容易的青春。從中國成都到美國紐澤西...
9th June, 2026 | In Technology

水也能賣出 14 億美金估值?揭密「非典型行銷」如何靠黑色幽默築起巨頭跨不過的護城河

在飲料市場裡,水看起來最不容易做出差異化,但 Liquid Death 偏偏選擇從這個最無聊、最成熟的品類切入,並在短短幾年內做出數億美元營收與 14 億美元估值。這家品牌真正賣的不是水...
4th June, 2026 | In Growth

捨棄千萬年薪金飯碗!他如何從優化「十億級流量」到自立門戶,在 AI 浪潮中翻轉人生?

曾沿著中華圈菁英最熟悉的成功路徑前進,徐宇豪先後進入浙江大學、卡內基美隆,再到 Google 與 Meta 累積經驗。但在 AI 重塑產業的關鍵時刻,他選擇離開高薪與確定性,回到創業現場...
1st June, 2026 | In Technology

亞洲下一批獨角獸怎麼長出來,從 Grab 到 SoftBank 創辦人看懂區域創業升級路徑

亞洲區今天交出的,不再只是會快速複製商業模式的新創,而是一批更懂得處理區域市場碎片化、監管差異與跨境擴張難題的創辦人。從 Grab 的超級 App,到 SoftBank 長線押注科技公司的資本敘事...
22nd May, 2026 | In Growth

從10萬人民幣起步到全球化科技品牌,追覓憑什麼?

4 月 20 日,《晚點 LatePost》釋出追覓創辦人俞浩的深度訪談後,再度把這家中國硬科技公司推回聚光燈下。外界看到的是掃地機、洗地機與割草機的全球熱賣,但更值得拆解的是,追覓如何從 10...
14th May, 2026 | In Growth

香港諾富特世紀酒店 聖誕年終慶典首選!把握早鳥預訂機會

隨著年末佳節臨近,此刻正是籌劃公司聖誕及新年派對,獎勵員工一年辛勞、感謝客戶鼎力支持的黃金時機。香港諾富特世紀酒店(Novotel Century Hong Kong)...
14th November, 2025 | In NEWS

Edward Whitacre Jr. 的擴張公式:13起併購、46%營收成長,打造新AT&T

當AT&T這個百年電信巨頭再次在市場上發光發熱,鮮少人記得,它曾一度被拆解、分割成幾個地方性的小公司。而真正讓AT&T重生,甚至躍升為全球最大電信集團的人,不是科技新貴...
4th August, 2025 | In Strategy

Asia Business Leaders Newsletter

With instant updates and exclusive deals