密碼學 - 原理

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在密碼學領域，有一些重要的概念和原則，我們在使用密碼系統時應該遵循這些原則。這些基本原則對於確保安全通訊和資料安全至關重要。關鍵原則包括機密性、完整性、真實性、不可否認性和金鑰管理。

因此，在密碼學領域有一些非常關鍵的基本原則：

機密性

機密性的主要思想是保護資料安全，使資訊保持私密和安全。像加密這樣的密碼技術透過使資料對未經授權的人不可讀來幫助我們實現這一點。

示例

這裡有一個 WhatsApp 的例子：

讓我們想象一下兩個人，A 和 B。他們正在使用 WhatsApp 聊天。當 A 透過 WhatsApp 聊天向 B 傳送訊息時，WhatsApp 會將其編碼成某種不可讀的格式，以便其他人無法理解。

因此，聊天將保留在相互溝通的兩個人之間。駭客和 WhatsApp 開發人員等其他人無法閱讀這些訊息，因為它們已加密。

我們可以相信 WhatsApp 會保護我們的個人資訊或資料（如我們的電話號碼、聊天記錄）的安全和私密。WhatsApp 採取了一些嚴格的規則和安全措施來防止此類未經授權的資料訪問。

像 WhatsApp 這樣的訊息應用程式使用端到端加密，這意味著只有 A 和 B 可以閱讀和理解他們相互發送的訊息。甚至該特定應用程式的建立者也沒有權利檢視或閱讀這些訊息。

因此，機密性意味著保護我們的資料安全，例如我們的私人訊息，並確保只有合適的人才能看到它們。

完整性

完整性意味著確保我們的傳輸中或接收後的資料是完整且未被篡改的。或者我們可以說，它是確保資料或資訊未被更改或修改的能力。為此，我們使用諸如雜湊函式之類的密碼技術。雜湊函式基本上用於透過找出資料的更改來檢查資料的完整性。

示例

假設兩個人正在合作完成一個專案，A 需要與 B 共享重要的文件和檔案。因此，他們必須確保這些檔案的完整性，以維護交換資訊的準確性和可靠性。

因此，他們需要使用校驗和在傳送檔案之前建立這些檔案的數字指紋。如果在此期間進行了更改，則校驗和將被更改。

並使用加密方法，如密碼保護的平臺，或者他們可以使用電子郵件附件來防止在檔案傳輸時未經授權的訪問。

接收者在接收檔案後，將透過計算校驗和來驗證完整性。如果兩個校驗和匹配，則確認檔案未被修改或更改。如果兩個校驗和不相同，則可以說檔案已被修改。

他們還可以使用版本控制系統或具有修訂歷史記錄的平臺來跟蹤檔案更改並儲存以前的版本。這可以防止意外資料丟失。

真實性

身份驗證是驗證使用者或裝置身份的過程。諸如數字簽名之類的密碼方法可用於安全地驗證人員或裝置的身份。

示例

讓我們以線上銀行賬戶為例來理解身份驗證的概念：

因此，如果賬戶持有人正在登入他的線上銀行賬戶，則需要他的使用者名稱和密碼。

一些銀行出於安全考慮使用雙因素身份驗證，例如將一次性密碼傳送到使用者的電話號碼以確認其身份。

而且一些銀行還使用更高階的安全方法，例如指紋或面部識別，這些也可以用於驗證特定使用者。

這些步驟增加了額外的安全層以保持真實性。

這些方法確保只有授權的正確人員才能訪問他們的帳戶，從而保護敏感的財務資訊免遭未經授權的訪問。

在上述示例中，身份驗證確保只有正確的人員才能訪問他們的線上銀行帳戶。透過提供多層安全驗證，例如密碼、OTP、生物識別資料或安全問題，銀行可以確認使用者的身份，並保護敏感的財務資訊免遭未經授權的訪問。

不可否認性

不可否認性是一種阻止某人否認其已實施特定行為或犯罪的方法。因此，如果有人否認此資料不是由他傳送的，我們可以使用不可否認性來識別此類活動。可以使用諸如數字簽名之類的密碼技術，允許傳送方驗證訊息已傳送，並且接收方可以驗證傳送方。

示例

讓我們想象一下，一名員工正在向他的同事傳送一封包含重要文件的電子郵件。不可否認性確保一旦你傳送電子郵件，你以後就不能說你沒有傳送它。這是因為電子郵件系統會記錄和標記你的行為，從而提供你的活動的證據。就像這樣，當你的同事收到電子郵件時，他或她拒絕接收它，因為他們的電子郵件系統也會記錄交易並顯示超時。免責宣告有助於各方在數字通訊和通訊中建立責任和信任，而不會否認參與。

金鑰管理

金鑰管理是建立、分發和管理加密金鑰的過程。透過管理加密金鑰，我們可以保護我們的加密系統，因為金鑰是加密系統中非常重要的組成部分。因此，系統的安全性取決於金鑰的保密性。

加密金鑰用於加密和解密過程。

示例

假設您已加密要與朋友共享的資料。您需要一個金鑰來解碼這些資料。您的朋友也需要相同的金鑰才能開啟這些資料。因此，金鑰管理確保：

• 您可以安全地為資料建立一個金鑰或密碼。

• 您可以安全地與朋友共享金鑰，而不會洩露給其他人。

• 您的朋友使用該金鑰來解碼資料並訪問加密的內容。

所以在上面的例子中，金鑰管理在安全地建立、共享和使用加密金鑰方面起著重要的作用。這將有助於保護私人資訊。