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網際網路：加密與公鑰
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嗨，我是Mia Gil-Epner，我在UC 柏克萊大學就讀，主修電腦科學
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我在國防部工作，主要工作是確保資訊安全
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網際網路是一個開放與公共系統
我們在共享的線路上傳送與接受資訊
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儘管它是一個開放系統，
我們仍然透過網路交換大量的私密資料
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像是：信用卡號碼、帳戶資訊、密碼、電子郵件
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那麼這些私人事物要如何保密呢？
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透過加密程序：混排或改變訊息來隱藏原始的內容，
任何類型的資料都得以保密
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解密是一個重排的過程，得以讓資料變得可以解讀
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這是一種簡單的想法，人們這樣做已經有好幾世紀之久
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最為人所知的一種加密方法是「凱薩密碼」
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這個方法是以凱薩大帝來取名，這位羅馬將軍將軍事命令加密
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以確保即使訊息被敵方攔截，也無法解讀
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凱薩密碼是一種演算規律：
將原文中的每一個字母，按順序都替換為向下一定間隔「數量」的字母
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如果這個數量只有訊息的發送者與接收者知道，它就稱為密鑰（key）
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它允許接收者能夠解開秘密資訊
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舉例來說：假定你原本的訊息是「HELLO」
使用凱薩密碼演算法，密鑰是 5
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會這樣做...
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要將訊息解密，接受者只需要使用密鑰，來逆向這個流程
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凱薩密碼有很大的缺點：只要嘗試每一個可能的密鑰，任何人都可以輕易地破解加密的訊息
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英文只有26個字母，這表示你只需要嘗試最多26次，就可以將訊息解密
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嘗試26個可能的密鑰並不困難，頂多只需要一小時就能做到
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讓我們把它變得更難：
將每個字母橫移不同的數量，而不是固定的量
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這個例子：
用一個10位元長度的密鑰（顯示著每個連續的字母要更改的位置），來加密訊息
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要猜到這個密鑰非常困難！
使用 10 位加密，就有 100 億種可能的密鑰組合
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很明顯，這超過任何人類可以解決的範圍，可能要花許多世紀
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但現今的一台普通電腦，只要幾秒就可以嘗試所有 100 億種可能組合
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因此，在現代世界裡，壞人都裝備了電腦，不是拿筆算
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你要怎麼做，才能把訊息加密到足夠安全，太困難到無法破解呢？
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太困難是指：有太多的可能性，因此不可能在一段合理的時間內被計算出來
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當今的安全通訊是以 256 位元長的密鑰來加密
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這表示：壞人攔截了你的訊息，他的電腦必須嘗試這麼多種的可能密鑰...
（看畫面上的巨量數字）
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直到他找到了正確的密鑰，才能破解訊息
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即便你有 100,000 台超級電腦
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並能讓每一台超級電腦，每一秒嘗試一百萬億組密鑰，
也要花費 10⌃36 年以上，才能嘗試每一種組合。
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哪怕僅僅是破解一條由 256 位元加密保護的資訊。
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大約每ㄧ年，電腦晶片的進步，速度提升 2 倍、大小減為 一半。
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如果這種指數級的發展速度繼續下去，今天不可能解决的問題，
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將在未來幾百年內得到解决，那麼256位元也將不足以保證安全。
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事實上，我們已經不得不新增標準密鑰的長度來跟上電腦的速度。
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好消息是，使用較長的密鑰並不會使加密消息變得更加困難，
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但它會指數倍地增加破解密碼所需的猜測次數。
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當發送方和接收方使用相同的密鑰對消息進行加密和解密時，
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稱為對稱加密。像凱撒密碼（Caesar Cipher）這樣的對稱加密技術，
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密鑰必須由兩個人事先私下商定。對於人們來說沒什麼問題，
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但網際網路是開放的，是公開的，所以兩臺電腦不可能私下「見面」，
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就密鑰達成一致。相反，電腦使用非對稱加密密鑰，
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即公鑰可以與任何人交換，而私鑰則不共享。公鑰用於加密數據，
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任何人都可以使用它來建立一份加密訊息，但是只有
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取得私鑰的電腦才能解密這個訊息。至於，它運作的原理
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是一些我們暫時不會深究的數學知識。現在，假設你有一個私人信箱，
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任何人都可以將郵件存入該郵箱，但他們需要一個密鑰才能這樣做。
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你可以複製多份密鑰，寄給你的朋友，或者直接把它公開。
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你的朋友或陌生人都可以使用這個公鑰，到你的信箱並投入訊息
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但只有你可以使用你的私鑰打開信箱，取得你收到的所有秘密訊息。
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你也可以使用公鑰傳送加密的訊息，回覆給你的朋友
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透過這種方式，人們可以在不需要就私鑰需要相同的情形下
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交換加密的訊息
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公鑰密碼學是在公開網際網路上傳遞加密訊息的基礎，
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包括稱為 SSL 和 TLS 的安全協定，它們在我們瀏覽網頁時提供保護。
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現在，每當你在瀏覽器位址列看見小鎖頭或 https
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這代表著你的電腦正使用著公鑰加密的方式，安全地與你所在的網站交換資料
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隨著越來越多的人上網，越來越多的私人資料將被傳輸，
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保護這些資料的需求將變得更加重要。
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隨著電腦執行速度越來越快，我們將必須開發新的方法，
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使加密技術難以被電腦破解。這就是我的工作，它總是在改變。
