今天的學習目標是理解加密的基本概念（對稱加密、非對稱加密與雜湊），並透過簡單程式實作，學會如何將醫療數據進行基本保護。

一、 加密的三種常見方式

• 對稱加密 (Symmetric Encryption)
  使用同一把金鑰進行加密與解密，速度快，適合大量資料，但金鑰管理是挑戰。
  常見演算法：AES

• 非對稱加密 (Asymmetric Encryption)
  使用公鑰加密、私鑰解密，適合資料傳輸或身份驗證。
  常見演算法：RSA

• 雜湊 (Hashing)
  不可逆，用來驗證資料完整性（例如病歷是否被竄改）。
  常見演算法：SHA-256

二、實際案例分享
2017 年美國的一間醫療機構，因為病歷系統中的資料只做存取控制卻沒有加密，導致駭客入侵伺服器後，直接取得上萬筆未加密的病患紀錄。最後醫院被迫支付鉅額罰款，並重新建置完整的加密系統。這顯示了「沒有加密」就等於資料赤裸暴露，即便有帳號密碼保護也不足。

三、簡單程式示範

• 對稱加密（AES / Fernet）

from cryptography.fernet import Fernet

# 產生金鑰
key = Fernet.generate_key()
cipher = Fernet(key)

# 模擬病歷資料
medical_record = "Patient: 王小明, Diagnosis: 高血壓, Medicine: Amlodipine"

# 加密
encrypted = cipher.encrypt(medical_record.encode())
print("🔒 加密後資料：", encrypted)

# 解密
decrypted = cipher.decrypt(encrypted).decode()
print("🔓 解密後資料：", decrypted)

以上執行的結果如下

• 非對稱加密（RSA）

from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import rsa, padding
from cryptography.hazmat.primitives import serialization, hashes

# 產生 RSA 公私鑰
private_key = rsa.generate_private_key(
    public_exponent=65537,
    key_size=2048
)
public_key = private_key.public_key()

# 模擬病歷資料
medical_record = "Patient: 王小明, Diagnosis: 糖尿病, Medicine: Metformin"

# 公鑰加密
encrypted = public_key.encrypt(
    medical_record.encode(),
    padding.OAEP(
        mgf=padding.MGF1(algorithm=hashes.SHA256()),
        algorithm=hashes.SHA256(),
        label=None
    )
)
print("🔒 公鑰加密後資料：", encrypted)

# 私鑰解密
decrypted = private_key.decrypt(
    encrypted,
    padding.OAEP(
        mgf=padding.MGF1(algorithm=hashes.SHA256()),
        algorithm=hashes.SHA256(),
        label=None
    )
)
print("🔓 私鑰解密後資料：", decrypted.decode())

非對稱加密常用於金鑰交換與身份驗證，公鑰加密、私鑰解密。執行結果如下

• 雜湊（SHA-256）

import hashlib

# 模擬病歷資料
medical_record = "Patient: 王小明, Diagnosis: 氣喘, Medicine: Salbutamol"

# SHA-256 雜湊
hash_value = hashlib.sha256(medical_record.encode()).hexdigest()
print("🔑 病歷 SHA-256 雜湊值：", hash_value)

# 測試竄改
tampered_record = "Patient: 王小明, Diagnosis: 心臟病, Medicine: Salbutamol"
tampered_hash = hashlib.sha256(tampered_record.encode()).hexdigest()

print("⚠️ 篡改後雜湊：", tampered_hash)
print("✅ 是否一致？", hash_value == tampered_hash)

雜湊不可逆，用於驗證資料完整性，例如檢查病歷有沒有被竄改。執行結果如下

加密是醫療資訊安全的第一道防線，不論是存在資料庫、雲端，或是 IoT 裝置的傳輸，都應採用加密技術，確保即便資料外洩，也難以被利用。