Public-key Cryptography (非對稱加密)

2月 16, 2020

1. 前言
2. 對稱加密所無法解決的難題
3. Public-key Cryptography (非對稱加密)
4. 運用

這次提到的概念是比上次的「Symmetric-key Algorithm (對稱加密)」來的更進階的「Public-key Cryptography (非對稱加密)」，其概念被廣泛運用在數位簽章。

前言

若你還不了解「Symmetric-key Algorithm (對稱加密)」是什麼，建議在閱讀本文前，先看看我前一篇文章「Symmetric-key Algorithm (對稱加密)」，否則可能會搞不清楚在本篇中，基於上一篇介紹裡所使用的單字意思。

對稱加密所無法解決的難題

在上一篇的對稱加密概念介紹中，其作法可以有效的使多方溝通之間存在更高的安全性，但共享密鑰也同時意味著「對方有與你相同的權限」，你能加密訊息後發布，對方也能，你能透過密鑰解密，對方也能。

在很多時候，A方與B方雖然需要加密溝通，但卻必須分清楚雙方身份，否則可能存在偽造的風險，注意，這邊所說的A、B方並不一定是單一的，他可以是群體，也就是說有某一群人稱為A，某另一群人稱為B，而雙方都有著相同的密鑰可以用來加密及解密訊息，這兩群人透過對稱加密來加密訊息並溝通，但這僅能保護雙方在溝通時，不被非A、B兩方的人了解密文意思而已，並不能驗證該訊息的發送者身份是A還是B，因為雙方的密鑰是相同的，因此萬一有某人為B方，而他卻聲稱自己是A方的人，並且使用密鑰加密訊息發給B方，那B方又該如何驗證該人的身份？

Public-key Cryptography (非對稱加密)

為了解決上述問題，我們必須改成「加密與解密使用不同密鑰」，於是「Public-key Cryptography (非對稱加密)」誕生了。

公鑰、私鑰
- 由於加密與解密需要使用不同密鑰，因此若是要達到雙方可以溝通的效果，至少需要要4把鑰匙，在一開始的時候，雙方各別生產一對密鑰，這一對密鑰一把當公鑰，一把當私鑰，注意，這兩把密鑰並不是分開獨立生成的，它們之間有著數學關連，至於分成公、私鑰是做什麼的，等等會解釋，目前只要先記得，這兩把鑰匙是一對，不可被拆散的。
- 在這邊提醒一個重點，雖然說一對公鑰與私鑰之間有著關聯，可是並不能透過單一一把鑰匙推算出另一把鑰匙，也就是說，今天就算別人知道你的公鑰，對方也是無法破解出該公鑰所對應的私鑰。
釋出公鑰
將公鑰交給對方，用於給對方在之後進行解密使用。
加密、解密
- 接下來就是非對稱加密的特殊之處了，這時候雙方手上都持有自己的私鑰及對方的公鑰，「自己的私鑰」用於「加密」，「對方的公鑰」用於「解密」。
- 下方示意圖是B方傳送訊息給A方的情境，B方運用自己的私鑰加密後傳送給A方，而A方則使用B方的公鑰進行解密。
- 運用私鑰所加密的訊息只有該私鑰所對應的公鑰才能解密。
- 所以萬一有人想偽造身份，除非是偷到密鑰，否則是不可行的。