密碼學

什麼是密碼學 (Cryptography)？

密碼學（Cryptography）是透過把資訊轉換為只有擁有適當密鑰或密碼的人才能讀取的格式，以保護資訊的實踐和研究。這個名詞源自於希臘語「kryptos」，意思就是隱藏或秘密，而「graphein」的意思是書寫。這種針對數據編碼和解碼的科學，可以確保敏感資訊維持機密，並且防止未經授權的存取。本質上來說，密碼學可以把可讀數據（明文）轉換為不可讀格式（密文），反之亦然，進而可以透過潛在不安全的管道，安全地通訊。

密碼學是加密貨幣世界的基礎，它可以確保交易的完整性和安全性，讓比特幣（Bitcoin, BTC）、以太幣（Ether, ETH）等數位貨幣可以在不需要銀行等中心化機構的情況之下運作。透過密碼學的技術，加密貨幣可以維持其去中心化的性質，讓用戶安全地、匿名地直接交易。

密碼學是如何運作的？

密碼學的工作原理是利用數學演算法和密鑰，以加密和解密數據。密碼學中有兩種主要類型：對稱和非對稱。在對稱密碼學中，加密和解密都是使用相同的密鑰，這也代表說雙方需要共用此密鑰並保密。此方法快速且高效率，但需要安全的方式來交換密鑰。

非對稱密碼學也被稱為公鑰密碼學，是使用一對密鑰：公鑰和私鑰。公鑰是公開共享並用於加密數據，而私鑰則是保密並用於解密數據。此方法可以加強安全性，因為私鑰永遠不需要共享。在加密貨幣中，非對稱密碼學可用於建立數位簽章和安全交易。每一位用戶都有一個私鑰來簽署交易，證明說交易是由他們發起的。

對於維持加密貨幣的「無需信任」特質來說，公私密鑰加密技術是很重要的。在交易時，會使用發送者的私鑰對其簽名，而任何一位擁有發送者公鑰的人都可以驗證簽名的真實性。這可以確保交易未被篡改，並且發送者確實對其授權了。

在加密貨幣中，密碼學的另一個關鍵因素是雜湊函數（Hash Function）的應用。雜湊函數可以接受輸入值，或是也可被稱為「訊息」，並且傳回固定長度大小的位元字串。輸出值也被稱為雜湊，它雖然看起來是隨機的，但其實對於輸入值的任何一點小更改，都會產生出截然不同的雜湊。加密貨幣使用雜湊函數，以保護區塊鏈內的交易數據。例如：比特幣使用安全雜湊演算法 256 位元（Secure Hash Algorithm 256-bit, SHA-256）的雜湊函數，以保護其交易區塊，這讓任何人都無法在不被發現的情況之下，去更改區塊鏈。

總而言之，密碼學是保護數據、促進安全交易，並支撐著加密貨幣的無需信任特質的關鍵技術。它在數位世界中的作用是不可或缺的，對於任何一位有興趣了解加密貨幣如何運作的人來說，這是一個基本概念。