前文與週末專案中，討論了一種傳統式的加密機制，也就是加密解密都使用同一把金鑰的機制。這個機制，專業術語稱為「對稱式加密」。然而，在有了電腦的 20 世紀裡，人們對數學的認知擴增，對質數與其應用的領域的認識更加深入。於是，在這個世紀，數學家找到了一件很驚人的發現：原來透過演算法，加密與解密可以用不同的金鑰！
試想一下，如果你去上班，需要帶兩張門卡，一張進門，一張出門。那你一定會下班在家痛罵老闆一頓，特別是忘了帶出門的那張。但如果有某些客人，從警衛、門禁處可以拿到進門的卡片，進了門，卻必須由公司裡的人控管才能出門。或許這樣能夠增加安全性，但也有可能從此再也沒有客戶敢拜訪這家公司。
但用在資訊類應用上，這是很有用的機制。一把加密用的金鑰，可以給任何人；另一把解密用的金鑰，只有自己存留。於是乎，這樣的機制，幫助了資訊產業建立起龐大的商機，因為這樣的機制，可以使用在涉及金融、法律、軍事等敏感領域中。
然而，這過程並不像安裝 Fedora 或 Ubuntu 那麼容易，它反而像安裝 Arch 或 Gentoo 那樣，仍然充滿細節裡的魔鬼。
我們還是給它一個名字，不是我給的，是資訊業界給的，叫做非對稱式加密。意即加密與解密的金鑰，不是相同的內容，雙方所擁有的資訊並非對稱。
面對這世上，沒有完美的方法，可以解決在時空的限制中的事物。有一好就沒兩好，這加解密機制也是。典型的非對稱加解密演算法，叫做 RSA，這演算法看似完美，但最大的問題，在於時間過久、效率不高。演算法的實作與細節，我就不多談，因為那實在不是我的專業。但若你要用 RSA，配上 2048 byte 長度的金鑰，去加密一首貝多芬第九號的音訊檔給你的好朋友。
相信我，你花在上面的時間，不如你直接買一張 CD 送給他，這樣還比較便宜。
只要牽涉到加解密，不要懷疑，最大的問題一定是金鑰管理的問題，其次才是能不能被破解的問題。George Hotz 破解 PS3 時，並不是用暴力演算法去算出 SONY DRM 的內容，而是去挖出深藏在 PS3 裡的 Master key。
在先前提到，對稱式加密金鑰的問題，然而，它真正的問題在於，若有 3 個人，要彼此傳訊，只要 3 把金鑰。但若有 100 個人要彼此傳訊呢？試想，平面上 100 個點，彼此相連，共會有幾條線？答案是 100 * (100 - 1) / 2。換句話說，如果你們公司有 1000 個人，內部信件必須用 AES 256 加密，那麼每個人的電腦裡頭，要儲存 1000 * (1000 - 1) / 2 把金鑰才夠。這種 n^2 複雜度的機制，增加了對稱式的難度。
然而，非對稱式的出現，解決了上一個問題，卻衍生出第二個問題。先前說到，我們可以把一把金鑰給任何人，這把這麼隨便的金鑰，就叫它公鑰吧；換言之，另一把只能自己保存的，就是私鑰了。使用了非對稱的機制後，減低了金鑰管理的複雜度。但關鍵的私鑰只有一把，那麼，當它不小心外洩時，就不是一件好笑的事了。
直接地說，你的 Server 上，用來進行 SSL 認證的憑證，若關鍵的私鑰被盜走了，攻擊者就能冒用你的服務，來騙取你們的客戶的連線。當然，現在憑證的內容沒有那麼簡單，但私鑰遺失，仍然是一件挺嚴重的事情。
其實若單純討論非對稱加解密，這點其實沒有什麼困難的。如果你的朋友，直接當著你的面，說「朋友，這是我的公鑰，記得發信給我時要加個密」，那就算了。但既然能面對面，有什麼事不能當面談，還要寫一封密書呢？然而，網路世界這麼危險，充滿著各種誘惑與欺騙，你能相信你朋友給你的那把公鑰，透過 email 寄來後，還是那把真正的公鑰嗎？
認證的目的，不是為了認證金鑰，金鑰只是一串數字。認證是為了確認金鑰的擁有者，他的資訊內容是不是正確，好連同可以信任這把金鑰。因此，為了進行認證，前人想出了一套機制，這個呢，留待後續文章來說明。
既然非對稱式加密是有一好沒兩好，用起來很慢，卻很方便。我們乾脆結合對稱式加密的優點，就是速度比較快，跟非對稱式的優點，就是方便管理如何。
於是，你可以用同一個密碼，加密檔案。加完密之後，再用你的朋友的公鑰，加密那個密碼。這樣，我們取了對稱式的優點，卻又不必產生一大堆密碼，而只要進行兩次加密，就能確保資料的安全性。
既然我們談到非對稱式的機制，我們今天先用 Java 的 keytool 來產生一組自己的金鑰試試。
指令：
keytool -genkey -alias $ALIAS -keyalg RSA -keystore $KEYSTORE.jks -keysize 2048
說明：
執行完後，會得到一個 $KEYSTORE.jks 的金鑰。當然，大括號裡，請代換成你要用的字串。
在 ApplyKeyTool 另有 openssl 產生金鑰的指令，各位可以參考。
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