DAY12 認識加密與雜湊

• 一. 加密？
  • 1-1 對稱式加密
  • 1-2 非對稱式加密
• 二. 雜湊
  • 2-1 固定長度輸出
  • 2-2 常拿來做什麼？
  • 2-3 為什麼密碼不直接存明文
    • 2-3-1 Salt 鹽值
• 三. 碰撞

重要名詞

• 對稱式加密 Symmetric Encryption
• 非對稱式加密 Asymmetric Encryption
• 雜湊 Hash
• 鹽值 Salt
• 碰撞 Collision

加密 vs 雜湊

加密：

通常可以解密

雜湊：

不是設計來解密還原的

一. 加密？

明文：

原本看得懂、可以辨識的資料

明文經過：

加密演算法 + 金鑰

變成：

密文 Ciphertext

加密主要是為了保護：

機密性

👤 IPAS 115-1 Q37

資料加解密，最主要保護 CIA 中的哪一個？

答案：

機密性 Confidentiality

加密演算法

簡單來說：

用什麼方法去加密

分成兩類：

• 對稱式加密
• 非對稱式加密

例如：

• 對稱式加密：AES、凱薩密碼
• 非對稱式加密：RSA

金鑰

簡單來說：

以上的加密演算法用什麼值去做加密

解密時必須知道的秘密。

例如：

密碼被往後移了幾格

1-1 對稱式加密

加密與解密：

使用相同金鑰

常見包含：

• DES
• 3DES
• AES
• RC6

優點

• 速度快
• 效率高

適合：

大量資料加密

缺點

金鑰分配問題

雙方要用同一把金鑰，

但該如何把金鑰安全地交給對方？

通常會用：

非對稱式加密

來解決這個問題。

1-2 非對稱式加密

又稱：

公開金鑰密碼學

使用一對不同但互相有關的金鑰：

• 公鑰
• 私鑰

1-2-1 公鑰與私鑰

公鑰

可以公開給他人。

私鑰

只有擁有者安全保管。

假設：

用鎖頭舉例應該比較好理解

1. MIKEY 想傳秘密給 TONY
2. TONY 給了 MIKEY 一個已經打開的鎖頭，但沒有給鑰匙
3. MIKEY 將秘密放進去並把鎖頭鎖上，再傳給 TONY
4. 這時 MIKEY 也打不開鎖
5. TONY 拿到上鎖的鎖頭後，再用自己的鑰匙打開

保護好私鑰是非對稱式加密的安全前提

1-2-2 非對稱式加密的優缺點

優點

不必先共享同一把秘密金鑰。

適合：

安全交換金鑰

也可以支援：

Digital Signature（數位簽章）

缺點

速度通常比對稱式加密慢

數位簽章

用來證明：

• 這東西是我發的
• 沒有被更改過

基本概念：

私鑰簽署、公鑰驗證

目的是：

• 證明身分
• 確保內容沒被竄改

例如：

1. MIKEY 要寄信給 TONY
2. MIKEY 手上有獨一無二的印章（私鑰）
3. 所有人都能拿到這個印章的樣本（公鑰）
4. MIKEY 在要給 TONY 的信上蓋我獨一無二的印章
5. TONY 收到信後，拿出大家都有的樣本去比對
6. 確認這封信是不是 MIKEY 本人所寄出的

二. 雜湊

雜湊函數屬於：

單方向函數

原則上：

無法從雜湊值反推回原始資料

2-1 固定長度輸出

不同長度的輸入，

都會產生：

固定長度的雜湊結果

以 SHA-256 為例：

不管是輸入：

A

還是輸入：

MIKEY

輸出的長度都會是一樣的。

👤 IPAS 115-1 Q38

關於雜湊函數，

下列敘述何者正確？

答案：

C：雜湊函數可將任意長度的資料轉換成固定長度的訊息特徵值

2-2 常拿來做什麼？

常用於：

確認完整性

例如：

Python 的檔案，

就有使用雜湊值來確認檔案的完整性。

👤 IPAS 115-1 Q4

軟體更新檔旁提供：

• SHA-256
• SHA-512

雜湊值，

主要目的是實現資通安全的哪一項觀念？

答案：

A：完整性

2-3 為什麼密碼不直接存明文

資料庫中直接存：

User = MIKEY
Password = 123456

如果資料庫外洩或被攻擊：

攻擊者會直接看到密碼，毫不費力

比較好的方式是：

Password Hash（密碼雜湊）

但常見的密碼及 Hash，

攻擊者還是可能建立：

Rainbow Table（彩虹表）

進行破解。

2-3-1 Salt 鹽值

在密碼進行雜湊前：

加入隨機產生的值

例如：

User = MIKEY
Password = 123456
Salt = AAA
Hash = QWE

User = TONY
Password = 123456
Salt = BBB
Hash = ASD

兩個密碼一樣，

但因為鹽值不同，

最後產生的雜湊值也不同。

能夠降低：

預先計算 Hash / 彩虹表攻擊的效果

👤 IPAS 115-1 Q39

為有效防範：

「預運算雜湊攻擊」（如彩虹表攻擊）

並確保相同密碼在系統中產生的雜湊值具有唯一性，

系統通常會在：

執行雜湊運算前

於明文密碼中加入一段：

隨機產生的唯一字串

下列哪一項是此種技術於密碼學領域之專業術語？

答案：

A：鹽值 Salt

但：

鹽值只是讓相同密碼產生不同雜湊，並不是加密金鑰

三. 碰撞

通常：

不同的資料應該會得到不同的雜湊值

但有一種例外：

碰撞 Collision

意思是：

兩份不同的輸入，卻輸出了同一個雜湊值

危險的地方

1. 假設正常檔案的雜湊值為：

Hash = 12345

2. 有一個攻擊者做了一個惡意檔案
3. 他讓惡意檔案的雜湊值也變成：

Hash = 12345

4. 使用者用 Hash 做比對
5. 誤以為是一樣的檔案
6. 使用者下載到惡意檔案