密碼學 介紹
密碼學是一門研究如何在第三方可能攔截或竄改訊息的情況下，確保訊息安全傳輸的學科。其核心是將明文（plaintext，可讀資料）轉換為密文（ciphertext，不可讀形式）的加密（encryption）過程，以及將密文還原為明文的解密（decryption）過程。根據維基百科，密碼學可分為古典密碼學和現代密碼學。古典密碼學依賴設計者的創造力和技巧，如古羅馬的凱撒密碼；現代密碼學則基於20世紀末的數學理論，成為一門系統化的科學，涵蓋保密性（Confidentiality）、完整性（Integrity）、認證（Authentication）和不可否認性（Non-repudiation）。現代密碼學結合數學（如數論、抽象代數）和電腦科學（如資訊理論、計算複雜性），廣泛應用於數位安全。
密碼學用途
密碼學在現代社會的應用極為廣泛，根據AWS和NordVPN，其主要用途包括：
- 網路安全：HTTPS協議使用SSL/TLS，保護網頁瀏覽和資料傳輸的安全。
- 區塊鏈技術：如比特幣和以太坊，利用橢圓曲線密碼學（ECC）和數位簽名確保交易安全和不可篡改。
- 數位簽名：驗證電子文件或合約的真實性和完整性，廣泛用於電子商務。
- 資料保護：加密敏感資料，如個人隱私、醫療記錄和商業機密，防止未授權存取。
- 身份驗證：用於網路銀行、電子商務和通訊軟體（如LINE）的登入系統，確保用戶身份安全。
- 雲端安全：AWS等雲服務提供商使用AES和RSA等加密技術，保護資料傳輸和儲存。
- 物聯網（IoT）：確保設備間的安全通信，防止數據洩露。
上課程需要學到什麼
- 對稱密鑰加密：學習AES、DES等演算法，理解如何快速加密大量資料。
- 非對稱密鑰加密：掌握RSA、Diffie-Hellman和ECC，學習公鑰和私鑰的應用。
- 雜湊函數：如SHA-256，用於資料完整性檢查和數位簽名。
- 訊息鑑別碼（MACs）：用於驗證訊息的真實性和完整性。
- 數位簽名：學習如何使用數位簽名確保文件的不可否認性。
- 密鑰管理：理解如何安全生成、分發和儲存密鑰。
- 密碼協定：如SSL/TLS，學習安全通訊協定的設計和實現。
- 數學基礎：包括模運算（Modular Arithmetic）、有限域（Finite Field）和中國餘數定理（Chinese Remainder Theorem）。
- 進階主題：如零知識證明、秘密分享、承諾方案和電子選舉系統。
可以找到的工作
- 密碼學工程師：設計和實現加密演算法和協定，確保系統的安全性，如開發安全的通訊協議。
- 資訊安全工程師：應用加密技術保護組織的網路和資料，負責漏洞分析和安全策略制定。
- 區塊鏈開發人員：開發基於區塊鏈的應用，如智能合約（Solidity），需熟悉密碼學原理。
- 密碼學研究員：在學術機構或企業研究新型加密技術，撰寫論文或專利，如後量子密碼學研究。
- 安全軟體開發人員：開發需要加密功能的應用程式，如安全通訊軟體或電子商務平台。
- 資安產品測試工程師：測試和驗證加密產品的安全性，確保符合行業標準。
建議與結語
密碼學是資訊安全的基石，隨著網路威脅和數位化進程的加速，其重要性日益凸顯。建議初學者從基礎數學（如數論、離散數學）入手，透過線上課程（如Coursera、edX）學習。實踐方面，可參與開源項目（如GitHub上的加密庫）或資安競賽（如CTF）以提升技能。加入社群，如Reddit的r/cryptography，與專業人士交流並跟進趨勢。密碼學不僅提供高薪職業機會，還能讓您為數位世界的安全作出貢獻。保持學習熱情，積極探索，將助您在這一領域脫穎而出。