密碼學的定義

密碼學（Cryptography） 是一門研究如何在不安全的環境中保護資訊安全的科學與技術。目的是確保資料在傳輸和存儲過程中的機密性、完整性與可用性，如手機通訊、網際網路數據傳輸的加密，保護用戶隱私，還可以保護交易資訊，防止資料被竊取或篡改，保障交易安全，確保文件來源真實，防止偽造，增強法律效力，也能夠保護用戶資料在雲端的安全，防止未經授權的訪問。

密碼學在現代生活中的應用

1. 加密的即時通訊應用

WhatsApp 和 Signal 等即時通訊應用使用端對端加密技術，確保只有通訊的雙方能夠閱讀彼此的訊息。即使訊息在傳輸過程中被攔截，沒有正確的密鑰也無法解密，保護用戶的隱私。

2. 安全的網頁瀏覽

在瀏覽器中訪問 https://www.google.com 時，網站使用 HTTPS 來加密我們與網站之間的數據傳輸。這防止了第三方在我們瀏覽網頁或進行搜索時竊取或篡改資料數據。

3. 電子錢包和支付應用

使用 Apple Pay 或 Line Pay 進行無現金支付時，這些應用使用加密技術來保護支付資訊，確保交易的安全性。

4. 電子合同簽署

在 DocuSign 或 Adobe Sign 等電子簽署平台上，簽署合約時使用數位簽章。這些數位簽章確認了簽署者的身份，也確保合約在簽署後未被篡改，具有法律效力。

5. 個人照片和文件備份

使用 Google Drive 或 Dropbox 將個人照片、視頻和重要文件備份到雲端。這些服務提供加密存儲，確保數據在雲端中安全存放，防止未經授權的訪問。

密碼學常用詞彙

明文 (Plaintext): 未經過加密的可讀資訊。例如："Hello, World!"
密文 (Ciphertext): 經過加密後的不可讀資訊。例如："5d41402abc4b2a76b9719d911017c592"
加密 (Encryption): 將明文轉換為密文的過程，使用加密演算法和密鑰。
解密 (Decryption): 將密文轉回明文的過程，使用相應的解密演算法和密鑰。
密鑰 (Key): 用於加密和解密的秘密資訊。密鑰的安全性在加密系統中十分重要。

對稱加密 vs 非對稱加密

對稱加密 (Symmetric Encryption)

對稱加密是相對非對稱加密來說較為簡單，對稱加密透過一把由雙方持有的對稱密鑰來執行。這把密鑰被用來編碼和解碼信息，發送者和接收者分別都使用相同的密鑰進行加密和解密。對稱加密的速度快，且擁有高效能，計算資源需求低，因此適合大數據的傳輸，但要只要密鑰洩露，所有使用該密鑰加密的數據都會暴露。

常見演算法：
AES (Advanced Encryption Standard): 目前廣泛使用的對稱加密標準，支持128、192、256位密鑰。
DES (Data Encryption Standard): 早期標準，現已被認為不夠安全。
3DES (Triple DES): DES的增強版，透過三重加密提高安全性。

非對稱加密 (Asymmetric Encryption)

非對稱加密是一種複雜的加密方式，因為非對稱加密使用一對密鑰進行加密和解密，分別是公開密鑰（Public Key）和私密密鑰（Private Key）。公開密鑰可供任何人使用來傳送訊息，私密密鑰必須由擁有公開密鑰的使用者妥善保管在一個安全的位置。非對稱加密計算複雜度高，加密與解密速度較慢，適合較小數據量。而此加密方式也解決密鑰分發問題，公開密鑰可以公開分享，不影響私密密鑰的安全，但密鑰管理相對複雜，需要妥善保管私密密鑰。

常見演算法：
RSA (Rivest–Shamir–Adleman): 最常用的非對稱加密演算法，適用於加密和數位簽章。
ECC (Elliptic Curve Cryptography): 橢圓曲線數學的加密方法，提供相同安全性的同時使用更短的密鑰。
DSA (Digital Signature Algorithm): 主要用於數位簽章，不適用於加密。

圖片來源:
https://www.thesslstore.com/blog/difference-asymmetric-encryption-algorithms-vs-symmetric-encryption-algorithms/