非對稱加密系統簡介

相對於傳統加密方式使用單一密碼進行加解密，現代的非對稱加密系統使用二個密碼，且不能由一個計算出另一個。可以用來驗證發訊者的身份，另外就算在通訊完全被監聽的情況下，仍可以實現祕密通訊。

這篇文章不談數學原理，先從最簡單的一把和二把鑰匙開始。傳統密碼是採對稱加密，也就是用一組密碼加密，也用同一組密碼解密。但這造成需要溝通時，需要另外的安全通道交換密碼，如果沒有事先交換密碼，也就不可能在不安全通訊中，實現安全的通訊。

非對稱加密系統把密碼分為二個，稱為二把金鑰，一把可以加密，另一把可以解密。其中用第一把加密的訊息，只有另一把能解密，如果只有解密的鑰匙，也不可能編造出能由解密鑰匙解密的訊息。於是二種功能誕生了，加密和驗證。

加密

加密指在不安全通道中，所有通訊都被監聽，（假設沒有被攔截。）仍可以由其一方生成二把鑰匙，將加密那把傳給對方，對方可以用這把把要傳的訊息加密後傳給你。

因為加解密是分開的，因此加密方自己沒有私鑰，無法解開自己加密的訊息；而監聽方也和加密方一樣，只有加密鑰匙，因為生成鑰匙的人根本沒有把解密鑰匙傳出電腦，監聽方監聽雙方通訊，只聽的到解密鑰匙，就算攔到加密訊息也無法解密。

但實際上這種非對稱加密計算量大，一般作法是對方收到加密鑰匙後，生成一組對稱加密密鑰，用這把加密鑰匙把對稱密鑰加密後傳給對方，雙方再用這組對稱金鑰通訊。

一般在 pgp 中，是將自己的加密鑰匙公開，讓任何人可以用那把鑰匙傳加密訊息自己。

而驗證的原理也類似，只是這時是用加密的那把金鑰加密一段訊息，然後公開解密鑰匙與加密後訊息，與加密前的訊息內容。大家都可以解密看到訊息內容，但只有有加密鑰匙的你能生成這段加密訊息，也就知道這段訊息是你所發出。

簡單作法是發布文件時，連帶發布一份該文件的加密版本，然後只公開解密鑰匙，別人就能解密，就知道發布者是有加密鑰匙的人。

雖然一般不會加密整份文件，可能加密該文件的 hash 而已。 hash 是雜湊，簡單來說是把任意資料轉換成一段字串，且保證資料只要改一個 bit，輸出的字串就會不同。

傳統簽署驗證在電子時代的問題是，電子時代的東西都能輕易被複製。像一份純文字文件，結尾寫了自己的名字，這樣根本不能證，因為別人也可以自己打上你的名字。就算是掃描的圖片，也可以把簽名部份截取出來，貼到另一份文件上。

而用非對稱加密，就是你能加密你認可的文件，這份驗證只對這份文件有用，而且只有你有加密鑰，只有你能加密。

最後 pgp 很重要是他有標準化，他加密後的檔案，可以直接用另一個相容標準的 pgp 解開。像你使用 html5 的加密 api，加密後只得到一堆數字，要自己包成資料結構，記錄使用的初始向量、塊大小、加密方法。 pgp 沒那麼麻煩，他就問你密碼是多少，其它資料都記在加密完的檔案裡了。

pgp 實現了看似不可能的問題，就算系統是透明的，加密中除了密碼外每一步都公開，且通訊通道完全被監聽，仍可以保證安全通訊。只有一個問題，如果你的通訊被攔截、被竄改，那就無法保障了；例如中間人攻擊。

另外，文中沒有提到公鑰和私鑰這二個名詞，只有用加密鑰和解密鑰。總之，這二個公開的那個就叫公鑰，沒公開只有本人持有的就叫私鑰。一般公鑰會公開發布到 pgp 公開伺服器上，讓大家都可以寄加密的訊息給你；也讓大家收到你發的信時，能用公鑰認證那封信是你發的。