Cipher 定義

加密演算法是一套用來「鎖定」與「解鎖」資訊的計算規則，目的是防止資料遭未經授權存取。在 Web3 領域，加密演算法在保護錢包私鑰、驗證交易簽章，以及確保鏈上資料完整性等方面具有舉足輕重的地位。常見類型包括對稱加密、非對稱加密與雜湊演算法。這些演算法並非獨立運作的程式，而是作為核心功能整合於錢包、交易所通訊以及區塊鏈驗證流程之中。

內容摘要

加密算法是將明文轉換為密文的數學方法，確保資料傳輸和儲存的安全。

分為對稱加密（如 AES）和非對稱加密（如 RSA、ECC），後者是區塊鏈錢包和數位簽章的基礎。

在 Web3 中，加密算法用於保護私鑰、驗證交易真實性，並作為去中心化信任機制的核心技術。

常見於數位簽章、雜湊函數與智慧合約加密，以確保鏈上資料不可竄改與用戶隱私。

什麼是加密演算法？

加密演算法是一套規則，能將資訊轉換為外部無法解讀的「密文」，而授權者則可還原成可讀的「明文」。其核心仰賴「金鑰」，如同真正的鑰匙——擁有金鑰的人才能解鎖資料或完成身分驗證。

對稱加密在加密與解密時皆使用同一組金鑰，適合可信雙方間的高速安全儲存或傳輸。非對稱加密則採用一對金鑰：公鑰可公開、私鑰需保密。其他人可用你的公鑰進行加密或驗證簽章，你則用私鑰解密或進行簽章。雜湊則像為資料賦予唯一「指紋」，將任意長度內容壓縮為固定長度摘要，且無法逆向還原原文。

加密演算法的運作原理

加密演算法的本質在於利用難以預測的金鑰及可重現的步驟，將資訊轉換為只有持有正確金鑰者才能還原的形式。

步驟1：金鑰產生。金鑰必須具備高品質的隨機性，否則容易遭到預測或攻擊。

步驟2：加密或簽章。對稱加密以同一金鑰將明文轉為密文。非對稱加密則用公鑰加密或用私鑰產生簽章（證明對訊息的認可）。

步驟3：傳輸或儲存。密文或簽章會與原始資料一同傳送或儲存。

步驟4：解密或驗證。持有對稱金鑰者可解密，任何擁有公鑰的人都能驗證簽章是否由對應私鑰產生。

雜湊則是單向運算：相同輸入總會產生相同摘要，但幾乎無法由摘要還原原始內容，且理想狀況下不同輸入不會產生相同摘要。

加密演算法在Web3的應用

加密演算法在Web3扮演三大核心角色：保護身分、確保交易有效性、維護可信資料結構。

在身分層，錢包地址由公鑰推導，私鑰則是你的「主鑰匙」——誰擁有私鑰，誰就能掌控資產。密碼學確保只有私鑰持有者能發起有效交易。

在交易層，數位簽章讓區塊鏈節點能確認你已批准交易，且無需公開私鑰。以太坊與比特幣主要採用ECDSA，Solana則多採用Ed25519。

在資料結構層，區塊鏈利用雜湊將區塊串連——任何變動都會導致雜湊值變化，網路據此檢測並拒絕竄改。

對稱與非對稱加密的差異

對稱加密強調「單一共享金鑰」，速度快、效率高，適合本地備份或團隊內部檔案加密。但參與者越多，金鑰分發與管理就越複雜。

非對稱加密以「公鑰/私鑰對」為核心。公鑰公開、私鑰保密——可於開放網路中實現安全認證與交易簽章。雖然速度較對稱加密慢，但在Web3環境下，任何人都能用公鑰驗證簽章，確保開放網路的安全性。

實務上，常見做法是用對稱加密保護大量資料，再以非對稱加密安全分發對稱金鑰，兼顧安全與效率。

雜湊演算法在區塊鏈中的角色

雜湊演算法就像「資料指紋」，可高效檢測竄改並建立結構連結。這類演算法不可逆，重點在於資料完整性與一致性，而非保密性。

比特幣廣泛採用SHA-256作為區塊與工作量證明的核心雜湊。以太坊則多用Keccak-256（與標準SHA-3有差異）做地址生成與資料驗證。針對交易批次，「默克爾樹」（詳見）會將雜湊聚合成一棵彙總樹，只需比對頂部「默克爾根」即可驗證所有交易。

加密演算法於錢包、地址與數位簽章的應用

錢包會先產生私鑰，再推導出公鑰；地址通常是公鑰的雜湊或編碼後的短標識。私鑰必須安全保存，絕不可外洩。

數位簽章流程：

步驟1：你用私鑰對交易資料簽章，產生「證明」。

步驟2：任何人可用你的公鑰驗證該證明確實由你的私鑰產生，且資料未被竄改。

步驟3：區塊鏈節點據此判斷是否接受交易，確保即使在開放網路中也僅授權方能支配資產。

常見簽章方法有ECDSA與Ed25519。雖原理不同，但都用於證明所有權與防止竄改。

加密演算法於Gate平台的應用

在Gate平台各層面，加密演算法都是基礎支撐。

通訊層，瀏覽器與伺服器間採用HTTPS加密，防止登入憑證與操作被竊聽。HTTPS結合對稱與非對稱加密，實現安全金鑰協商。

API層，設定API金鑰時，需妥善保管金鑰及其私密部分。每次API請求都需附加簽章，伺服器據此驗證請求的真實性與完整性。

鏈上資產層，無論提幣或使用自託管錢包，交易皆需用錢包私鑰簽章，網路則用公鑰驗證並記錄。全程依賴非對稱加密與雜湊校驗。

選擇演算法與管理金鑰的風險考量

須注意演算法成熟度、金鑰長度、隨機性品質及安全儲存——任何環節疏忽都可能造成安全風險。

步驟1：選用經過廣泛稽核、成熟的加密演算法，避免自訂或冷門方案。

步驟2：採用足夠長度的金鑰及安全參數，過短金鑰或舊參數有風險。

步驟3：確保隨機數產生器可靠，隨機性不足容易遭到預測。

步驟4：私鑰建議離線儲存，優先使用硬體錢包或安全模組，切勿將明文金鑰存放於雲端或聊天軟體。

步驟5：採用多重簽章或門檻方案（需多人或多裝置共同授權），降低單點失效風險。

風險提示：再強的演算法也擋不住釣魚、惡意軟體或社交工程攻擊——請務必核對網址、啟用雙重驗證、仔細審查每筆交易授權。

2025年加密技術趨勢與創新

展望2025年，主流公鏈仍將普遍採用ECDSA與Ed25519作為數位簽章方案，SHA-256與Keccak-256則持續為主流雜湊函數。門檻簽章與MPC（多方安全計算，將簽章權分散至多方）於錢包與機構託管領域的應用日益普及。

帳戶抽象讓簽章策略更具彈性，可自訂權限與恢復規則。抗量子密碼學標準正逐步出現並試點，但要在公鏈大規模應用，仍需生態系統與時間發展。

加密演算法要點總結

加密演算法是Web3基石：對稱加密確保高效保密，非對稱加密保護身分與開放網路中的數位簽章，雜湊則維護資料完整性並連結區塊鏈結構。錢包以私鑰簽章，網路以公鑰驗證；區塊鏈以雜湊串連區塊；交易所加密通訊確保傳輸安全。選用強演算法、強參數、確保隨機性、安全保管私鑰、採用多重簽章機制與硬體錢包，皆有助於降低風險。展望2025年，主流方案持續穩定，門檻簽章與帳戶抽象應用加速，抗量子技術持續推進。