密碼學口試重點筆記

目錄

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• 本專案的其他內容
• 一、對稱式加密（AES）
• 二、非對稱式加密（RSA）
• 三、雜湊函數（Hash）
• 四、數位簽章（Digital Signature）
• 五、SSL / TLS
• 六、加密 vs Hash 比較
• 七、PostgreSQL 在全端會員系統中的加密機制
• 八、AES 與 RSA 簡明筆記

本專案的其他內容

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5. Vue 與多頁 HTML 架構的差異與對應
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7. Vue3 與純 HTML 在部署與錨點導航上的差異
8. Vue DevTools 深度解析與開發痛點解決
9. Spring Boot 教學：Entity、DTO、RequestDTO、ResponseDTO 與資料流
10. 本地全端開發 HTTP 錯誤說明
11. 軟體品質與測試規範說明
12. 全端部署架構與技術演進全紀錄 - 外語書商城
13. 學程式的二個階段與輸入工具的角色
14. 學程式的階段、誤導與正確使用 AI 的方式
15. RFC 3986 URL 編碼規範完整說明
16. HTML 空白折疊與自動換行說明文件
17. Windows 內建螢幕錄影與下拉選單說明
18. Docker、前端與後端部署完整說明文件
19. PostgreSQL vs H2 技術比較文件

一、對稱式加密（Symmetric Encryption）

定義：加密與解密使用同一把金鑰。

代表演算法：AES

優點：

• 速度快
• 適合大量資料加密
• 計算成本低

缺點：

• 金鑰分配困難
• 不適合多方通訊

實務應用：通常搭配公鑰加密進行 Hybrid Encryption。

二、非對稱式加密（Public Key Encryption）

定義：使用公鑰加密、私鑰解密。

代表演算法：RSA

特性：

• 解決金鑰分配問題
• 計算較慢

實務應用：通常用來交換對稱式加密的 Session Key。

三、雜湊函數（Hash Function）

定義：將任意長度輸入轉為固定長度輸出，不可逆。

代表演算法：SHA-256

特性：

• 不可逆
• 固定輸出長度
• Avalanche Effect

用途：

• 密碼儲存（需加 salt）
• 資料完整性驗證

四、數位簽章（Digital Signature）

目的：驗證身份 + 保證資料未被竄改。

流程：

1. 對訊息做 Hash
2. 用私鑰加密該 Hash
3. 接收方用公鑰驗證

重點：簽章 ≠ 加密。簽章強調「認證與完整性」。

五、SSL / TLS 在做什麼？

功能：保護 Client 與 Server 之間的通訊安全。

提供三大安全性：

• 機密性（加密傳輸）
• 完整性（防止竄改）
• 身份驗證（憑證機制）

基本流程：

1. 伺服器提供數位憑證
2. 使用公鑰交換 Session Key
3. 後續通訊使用對稱式加密

注意：HTTPS ≠ 絕對安全，只保障傳輸安全。

六、加密 vs Hash 比較

項目	加密	Hash
可逆性	可逆	不可逆
是否需要金鑰	需要	不需要
主要用途	機密性	完整性

七、PostgreSQL 在全端會員系統中的加密機制

1️⃣ 傳輸加密（Client ↔ Server）

• 使用 TLS（SSL）保護資料庫連線
• 防止中間人攻擊（MITM）
• 確保傳輸過程中的機密性與完整性

2️⃣ 會員密碼儲存方式

• 不儲存明文密碼
• 使用 SCRAM-SHA-256 機制
• 包含 salt + challenge-response 驗證
• 避免 rainbow table 攻擊

3️⃣ 應用層密碼保護（實務建議）

• 後端通常使用 bcrypt 或 Argon2 進行密碼雜湊
• 即使資料庫被入侵，攻擊者也難以還原密碼
• 不可使用單純 SHA-256 直接儲存密碼

4️⃣ 資料本身是否加密？

• 預設資料表內容不自動加密
• 可使用 pgcrypto extension 進行欄位加密
• 或使用磁碟層加密（如 LUKS）

口試重點：

PostgreSQL 提供傳輸加密與安全驗證機制，
但會員密碼保護主要應由應用層負責，
採用強雜湊演算法與適當的存取控制策略。

八、AES 與 RSA 簡明筆記

1️⃣ AES (Advanced Encryption Standard)

• 類型：對稱式區塊加密
• 加密/解密金鑰相同
• 區塊大小：128 bits，金鑰長度：128/192/256 bits
• 速度快，適合大量資料加密
• 用途：HTTPS、磁碟加密、VPN、檔案加密
• 核心概念：Substitution + Permutation + 混淆與擴散

2️⃣ RSA (Rivest-Shamir-Adleman)

• 類型：非對稱式加密（公鑰/私鑰）
• 加密用公鑰，解密用私鑰
• 安全基礎：大整數質因數分解困難
• 速度較慢，適合金鑰交換與數位簽章
• 不適合加密大量資料

3️⃣ AES vs RSA 比較

項目	AES	RSA
類型	對稱式	非對稱式
金鑰	同一把	公鑰 / 私鑰
速度	快	慢
用途	資料加密	金鑰交換、簽章
安全基礎	結構設計與輪函數	質因數分解困難

4️⃣ 實務應用

在 HTTPS 或混合式加密 (Hybrid Encryption) 中：
RSA 用於交換 AES session key，
AES 用於加密後續大量資料。

5️⃣ 口試簡答模板

AES 是對稱式區塊加密，用同一把金鑰加密/解密，速度快，適合大量資料；
RSA 是非對稱式加密，使用公私鑰，安全性建立在質因數分解困難，通常用於金鑰交換與數位簽章；兩者實務上常結合使用。