對稱和不對稱加密有什麼區別？

密碼學通過對稱和非對稱加密來支持加密貨幣安全性，從而確保私人，真實和防篡改交易。

2025/08/11 12:21

了解密碼學的基礎

加密是加密貨幣生態系統中安全通信的基石。它確保交易保持私密，真實和防篡改。密碼學依靠數學算法來保護數據。兩個主要模型主導了這一領域：對稱加密和不對稱加密。兩者在區塊鏈技術，錢包安全和交易驗證中都起著至關重要的作用。了解它們的差異對於任何參與數字資產的人都是必不可少的。

對稱密碼學解釋了

對稱密碼學使用單個秘密鍵進行加密和解密。這意味著發件人和接收器必須具有相同的密鑰才能安全通信。該模型的簡單性使其快速有效，尤其是用於加密大量數據。在加密貨幣的背景下，對稱加密通常用於內部過程，例如保護錢包文件或加密本地數據存儲。

此類別中的常見算法包括AES（高級加密標準）和DES（數據加密標準） 。有效地使用對稱加密：

• 產生一個強大的隨機秘密鑰匙。
• 與預期的接收者安全共享密鑰。
• 使用密鑰來加密明文消息。
• 傳輸加密消息。
• 收件人使用相同的鍵來解密消息。

主要挑戰在於安全的鑰匙分佈。如果鍵在傳輸過程中截獲，則整個通信都會受到損害。這種限制使對稱的加密對於諸如Internet之類的開放網絡的理想程度降低了，而當事方可能沒有預先建立的信任。

不對稱的密碼學解釋了

不對稱的密碼學（也稱為公開密碼學）使用了一對數學鏈接的密鑰：公鑰和一個私鑰。可以免費共享公共密鑰，並用於加密消息或驗證簽名，而私鑰必須保持秘密，並用於解密消息或創建數字簽名。

該模型解決了對稱系統中固有的關鍵分佈問題。在加密貨幣中，不對稱加密是基礎。它使用戶能夠通過其公共地址（從公共密鑰派生）接收資金，同時僅確保擁有私鑰的所有者才能授權交易。

關鍵算法包括RSA和橢圓曲線密碼學（ECC） 。 Bitcoin和以太坊將ECC與SECP256K1曲線一起生成密鑰對。實施不對稱加密：

• 使用加密庫生成一個公私密鑰對。
• 公開分發公鑰。
• 其他人則使用您的公鑰加密消息。
• 只有您可以用私鑰解密這些消息。

數字簽名是區塊鏈交易的關鍵組成部分，也依賴於該系統。用戶使用其私鑰簽名交易，而其他用戶則使用相應的公鑰對其進行驗證。

比較安全性和性能

在評估對稱性與不對稱加密時，績效和安全權衡變得顯而易見。對稱加密速度明顯更快，需要更少的計算能力，因此適用於加密大型數據集。但是，如果鑰匙暴露，它對共享秘密的依賴會引入風險。

相比之下，非對稱密碼學通過關鍵分離提供了增強的安全性，但在計算密集程度上。直接用公共密鑰加密大型消息的效率低下。因此，通常採用混合系統：對稱加密可確保數據，而非對稱加密則牢固地交換了對稱密鑰。

例如，在加密貨幣錢包或交易所使用的安全通信協議中：

• 生成一個對稱會話密鑰用於快速數據加密。
• 然後，使用收件人的公共密鑰對此會話密鑰進行加密。
• 加密的數據和加密的會話密鑰將一起發送。
• 收件人使用其私鑰解密會話密鑰。
• 然後使用會話密鑰解密實際消息。

這種方法將對稱加密的速度與不對稱系統的安全密鑰交換相結合。

加密貨幣網絡中的應用

這兩個加密模型都深深地嵌入了區塊鏈操作中。當用戶創建加密貨幣錢包時，使用非對稱加密圖生成私鑰。由此，得出了一個公鑰，然後將其用於生成錢包地址。該地址可以公開共享以獲得資金。

網絡上的每筆交易都使用發件人的私鑰簽名，以確保真實性和非糾正性。網絡上的節點使用發件人的公鑰驗證簽名，從而在不暴露敏感信息的情況下確認了交易的合法性。

同時，對稱密碼學用於以下區域：

• 使用AES-256加密存儲在用戶設備上的錢包文件。
• 通過TLS確保節點之間的通信，該節點在不對稱握手後採用了對稱密碼。
• 使用基於密碼的加密保護備份短語或種子庫。

這些應用程序突出了兩個系統如何在加密貨幣基礎架構中相互補充。

關鍵管理和最佳實踐

在這兩個模型中，正確的密鑰管理至關重要。對於對稱密碼學，必須使用硬件安全模塊（HSM）或加密存儲牢固地存儲秘密密鑰。切勿通過無抵押渠道傳輸鑰匙。

對於不對稱的加密，絕對不能暴露私鑰。最佳實踐包括：

• 將私鑰存儲在硬件錢包或安全飛地中。
• 避免在與Internet連接的設備上使用數字副本。
• 使用多簽名方案在多個密鑰上分配控制。
• 定期審核加密材料。

不對稱系統中私鑰的丟失意味著永久損失獲得相關資金的機會，這是由於人為錯誤而導致加密貨幣的常見問題。

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常見問題

可以將對稱加密術用於加密貨幣中的數字簽名嗎？

不，對稱密碼學不能用於數字簽名。數字簽名需要私鑰和公鑰之間的數學關係，這只有在不對稱系統中才有可能。對稱方法缺乏證明所有權的機制，而無需透露秘密鑰匙。

為什麼Bitcoin之類的加密貨幣使用橢圓曲線加密而不是RSA？
橢圓曲線密碼學（ECC）提供了與鍵尺寸較小的RSA的同等安全性。 256位ECC密鑰為3072位RSA密鑰提供了類似的保護，使ECC在存儲和計算方面更有效 - 對於具有有限帶寬和處理能力的分散網絡至關重要。

是否可以從非對稱密碼學中的公共密鑰中得出私鑰？

不，由於ECC或RSA中使用的單向函數的數學屬性，從公共密鑰中得出私鑰是計算上不可行的。這種安全性依賴於諸如橢圓曲線離散對數問題之類的問題，當前計算機在合理的時間內無法解決這些問題。

如果兩個人在加密貨幣系統中生成相同的私鑰會發生什麼？

生成相同256位私鑰的可能性在天文學上很低 - 與連續多次贏得彩票相吻合。如果確實發生了，兩個人都可以獲得相同的資金。但是，加密隨機數生成器的設計使這種情況在實踐中有效不可能。