加密演算法

安全技術

加密演算法是一套用於將資訊「加密」與「驗證」的數學方法，常見類型包括對稱式加密、非對稱式加密及雜湊演算法。在區塊鏈領域，這些演算法被運用於交易簽章、地址產生與資料完整性驗證，確保資金與通訊的安全。用戶於錢包與交易所進行操作時，例如 API 請求或資產提領，同樣依賴這些演算法的安全實作及金鑰管理。

內容摘要

加密演算法是利用數學方法將資料轉換為不可讀形式的技術，確保資訊在傳輸和儲存中的安全性。

分為對稱加密（如 AES）和非對稱加密（如 RSA、ECC），後者是區塊鏈錢包和簽名的基礎。

在 Web3 中，加密演算法保護私鑰安全、驗證交易真實性、確保智能合約執行的可信度。

雜湊演算法（如 SHA-256）是特殊的加密演算法，用於生成區塊鏈中的唯一識別和工作量證明。

加密演算法的強度直接影響區塊鏈網路的安全性，是防止雙重支付攻擊和資料竄改的核心防線。

##什麼是加密演算法？加密演算法是一種技術，能將資料轉換為只有持有正確「密鑰」的人才能讀取或驗證的形式。其目的是確保資料的保密性、完整性及身份信任。

你可以把「密鑰」想像成開鎖的鑰匙：沒有鑰匙，外人看到的僅是一串難以閱讀的內容。除了保密之外，還需「驗證真偽」，也就是證明訊息確實由特定人士發出且未遭竄改，這便引出了數位簽章與雜湊演算法的概念。

##加密演算法如何運作？什麼是對稱與非對稱加密？加密演算法主要分為對稱加密與非對稱加密兩種。對稱加密使用同一組密鑰進行加解密，非對稱加密則採用一對密鑰：公開的「公鑰」及保密的「私鑰」。

對稱加密猶如一把共用鑰匙，適用於需要高速處理的場景，例如資料儲存加密；非對稱加密則像「電子郵件地址與密碼」的組合：公鑰如同你的地址，任何人都能傳送加密訊息給你；私鑰則如同你的密碼，僅你本人能解密。區塊鏈常運用非對稱加密來生成地址及簽署交易，常見的數學基礎是「橢圓曲線」，例如比特幣與以太坊廣泛採用的 secp256k1。

##加密演算法中的雜湊演算法是什麼？為何不可逆？雜湊演算法是一種將任意資料壓縮為固定長度「指紋」的方法。這個指紋用於驗證資料是否遭到更動，而非用於解密。

不可逆的意思是：無法從指紋還原原始內容，猶如看到指紋無法還原整隻手。區塊鏈大量運用雜湊技術：比特幣採用 SHA-256，地址還會結合 RIPEMD-160；以太坊則廣泛使用 Keccak-256。區塊頭、交易 ID、Merkle 樹等都依賴雜湊演算法來快速驗證資料完整性。

##加密演算法與數位簽章有何關聯？數位簽章是利用私鑰對訊息進行「證明」，任何人都能用你的公鑰驗證訊息確實來自你本人且未遭竄改。它結合了非對稱加密與雜湊技術。

實際流程是：先對訊息執行雜湊取得摘要，再用私鑰對摘要簽章。驗證時，利用公鑰檢查簽章是否與摘要相符。比特幣與以太坊常用 ECDSA（橢圓曲線數位簽章演算法）；以太坊的驗證者在共識層則運用 BLS 簽章來聚合多人的簽名，降低鏈上資料量。

##加密演算法在區塊鏈中的應用？交易、地址與錢包加密演算法廣泛存在於區塊鏈的每個環節：地址生成、交易簽章、區塊驗證及跨鏈訊息。

地址生成採用非對稱加密的公鑰；交易簽章則使用私鑰，鏈上節點再以公鑰驗證。錢包的「助記詞」源自高品質隨機數，助記詞可推導出私鑰與公鑰。跨鏈訊息與智能合約日誌同樣依賴雜湊進行一致性驗證。不同區塊鏈會選用不同演算法組合，例如 Solana 廣泛使用 Ed25519 簽章，以太坊則以 Keccak-256 做雜湊。

##加密演算法在 Gate 的應用場景？API、提領與安全在 Gate 的各種操作流程中，加密演算法涉及多個層面：API 呼叫、資產提領與通訊安全。

API 呼叫通常需要 API 密鑰，伺服器會要求請求標頭包含基於雜湊的訊息認證（常稱 HMAC）的簽章，以防止請求遭竄改。平台的網頁或 App 通訊採用 TLS 加密演算法，保障你登入及下單時的資料傳輸安全。提領到區塊鏈時，鏈上交易由錢包私鑰簽章，簽章演算法依據鏈的標準（如以太坊的 ECDSA），節點驗證後才會進行廣播與確認。啟用安全設定如多重驗證與風險控管，也能降低密鑰遭竊的風險。

##加密演算法該如何選擇？常見演算法與適用場景選擇加密演算法時，需根據你的目標：是保密、驗證真偽，還是資料完整性驗證。不同目標需搭配不同演算法組合。

明確目標：若需「保密」，可考慮對稱加密；若需「身份驗證及不可否認」，請選用非對稱加密及數位簽章；若需「完整性驗證」，則採用雜湊演算法。
選擇類型：資料傳輸短且頻繁，優先採用對稱加密；開放場域及身份綁定，優先非對稱加密與簽章；僅驗證內容一致性，則以雜湊即可。
評估效能與生態：確認演算法在你的鏈或系統中是否有成熟函式庫及硬體加速，例如 ECDSA 在主流鏈有廣泛支援，Ed25519 驗證速度快且易於實作。
合規與標準：建議遵循公開標準與審計結果。可參考 NIST 發布的密碼學指引與標準（如 2023 年公布的後量子演算法候選及標準化進程）。
安全實作與測試：採用可靠函式庫，進行單元測試及安全稽核，避免自行實作複雜演算法而產生漏洞。

##加密演算法面臨哪些風險？隨機數、實作與量子威脅風險主要來自密鑰產生、演算法選擇及實作細節。量子計算也是中長期的潛在威脅。

隨機數品質不足，可能導致私鑰被預測，例如重複或偏弱的隨機來源。過時演算法（如 MD5、SHA-1）已不適用於安全場景。實作上的漏洞包括側通道攻擊（透過耗時或能耗洩密）、函式庫參數錯誤及未正確驗證簽章。量子計算被認為可能破壞 RSA 與橢圓曲線相關的安全假設，業界正積極研究「後量子」演算法以因應。

##加密演算法與零知識證明有何關聯？零知識證明是一種「在不揭露內容的前提下證明你擁有某項屬性」的技術，雖非傳統加密，但建構與驗證過程高度依賴雜湊及現代密碼學工具。

你可以將其比喻為「驗票」：驗票口能確認票是真的，卻不必知道你的姓名或座位。鏈上常見的 ZK 系統會用雜湊承諾、橢圓曲線或多項式承諾來產生與驗證證明，讓隱私與可驗證性同時成立。

##加密演算法未來趨勢為何？後量子加密與多重簽章趨勢包含後量子加密、簽章聚合及門檻技術。後量子演算法旨在抵抗量子計算攻擊，NIST 於 2023 年公布首批標準方案（如 Kyber、Dilithium），至 2025 年，產業正逐步評估並試行整合。多重簽章及多方計算（MPC）在錢包託管與機構支付領域愈加普及，可降低單一私鑰洩漏風險；簽章聚合（如 BLS）則減少鏈上資料量，提升擴充性。

##總結：加密演算法要點回顧加密演算法是區塊鏈與 Web3 的安全基礎：對稱加密負責保密，非對稱加密與數位簽章負責身份認證與不可否認，雜湊則確保資料完整性。實際應用時，應選用合適演算法、重視隨機數品質、採用成熟函式庫並進行稽核。在 Gate 等平台的 API 與提領場景中，加密演算法貫穿通訊與鏈上簽章。展望未來，後量子加密與多重簽章等技術值得關注。任何資金相關操作，皆須重視密鑰管理與安全設定，以避免因實作或管理疏忽造成損失。