安全與加密：概覽

引言：「間諜」問題

在開放的網路中，任何人都可以監聽你的流量。你如何在不被駭客發現的情況下，將信用卡號發送給伺服器？你如何知道與你交談的人正是她們自稱的那個人？

密碼學 (Cryptography) 是利用數學演算法保護資訊的科學。她已經從簡單的字元移位（凱撒密碼）演變為涉及大質數和橢圓曲線的複雜數學證明。

CIA 三要素

每種安全演算法都旨在實現以下一個或多個目標：

1. 機密性 (Confidentiality)： 只有授權人員才能讀取數據 (AES, RSA)。
2. 完整性 (Integrity)： 確保數據在傳輸過程中沒有被篡改 (MD5, SHA, Merkle Tree)。
3. 可用性 (Availability)： 確保系統正常執行（透過 限流、DDoS 過濾 等手段保護）。

選型框架：怎麼選？

1. 追求速度還是便捷？
   • 加密大檔案： 使用 對稱加密 (AES)。她比非對稱加密快 1000 倍以上。
   • 交換金鑰： 使用 非對稱加密 (RSA/ECC) 或 迪菲-赫爾曼 (Diffie-Hellman)。
2. 證明所有權？
   • 使用 數位簽章（私鑰簽名，公鑰驗證）。
3. 證明海量數據的完整性？
   • 使用 默克爾樹 (Merkle Tree) 來驗證數據塊，而無需下載整個數據集。

常見演算法速覽

• 8.1 AES： 日常加密的「黃金標準」，速度極快。
• 8.2 RSA/ECC： 保護初始連接的「大師鎖」。
• 8.3 Diffie-Hellman： 允許兩個陌生人在不安全信道上協商出秘密的「魔法盒」。
• 8.5 Merkle Tree： 被比特幣和 Git 使用的「雜湊之雜湊」，用於證明數據未被破壞。

選型對比速查

一句話心法

「加密讓竊聽的成本高到無法承受，而簽章讓偽造在數學上變得絕無可能。」