RSA 加密技術

安全技術

RSA 加密以一組公開的「公鑰」與一組僅由自己保管的「私鑰」搭配，來保障資料安全：外部可透過公鑰加密或驗證，而你則使用私鑰進行解密或簽署。這項技術的基礎在於將極大型數字分解為質數的難度極高，是一個重要的數學難題。RSA 加密常見於 HTTPS 憑證及 API 通訊，密鑰長度多為 2048 位元以上。在 Web3 生態中，RSA 加密並不負責鏈上交易的生成，而是專注於守護你與平台間的資料傳輸與身份驗證。

內容摘要

RSA 是一種非對稱加密演算法，使用公鑰加密、私鑰解密，確保資料傳輸安全。

基於大數分解的數學難題，安全性取決於金鑰長度，通常使用 2048 位或更高。

廣泛應用於數位簽章、金鑰交換和身份驗證，是網際網路與區塊鏈安全的基石。

在 Web3 中用於錢包簽名、智慧合約驗證等場景，保障用戶資產與資料安全。

相比對稱加密速度較慢，通常與對稱加密結合使用以提升效率。

什麼是 RSA 加密？

RSA 加密是一種利用兩把不同金鑰來保護資訊的公開金鑰演算法。公鑰可以公開，用於加密或驗證；私鑰僅由本人持有，用於解密或簽章。

你可以將它想像成「透明的鎖」和「專屬的鑰匙」。任何人都能用你的透明鎖（公鑰）將訊息鎖起來，但只有你能用自己的鑰匙（私鑰）打開。這種設計讓網路上的陌生雙方也能安全通訊，是 HTTPS、憑證及許多後端系統的基礎。

RSA 加密為什麼在 Web3 與網路中重要？

RSA 加密在 Web3 更像「門口的保全」。它不直接產生鏈上交易簽章，而是負責保護你與平台之間的登入、API 呼叫和金鑰分發通道。

當你以瀏覽器造訪交易平台時，HTTPS 會利用 RSA 加密相關憑證來驗證網站身分，協助建立安全連線。如此一來，你輸入的密碼、兩步驟驗證碼、API 金鑰在傳輸過程中不會被竊聽。在 Gate 的網頁及 API 存取情境中，TLS 握手透過憑證完成身分驗證，接著建立對稱加密會話，確保資料傳輸安全。

截至 2025 年，網站伺服器憑證仍大量採用 RSA 2048 位元或更高位元長度；業界建議高安全性場景使用 3072 位元以上（參考 NIST 2023 建議趨勢）。

RSA 加密的原理是什麼？

RSA 加密的安全性源自於一個難題：將一個極大的合數分解為兩個質數的乘積極為困難。這就像給你一個超大型拼圖的成品，要你還原出最初的兩塊關鍵拼片，計算成本極高。

其流程可簡單理解為：

首先選擇兩個極大的質數並計算其乘積，得到一個「大鎖體」。
再選擇一組配套參數，形成公鑰與私鑰。公鑰負責「上鎖」（加密或驗證），私鑰負責「開鎖」（解密或簽章）。

加密與簽章是兩種不同的應用：

加密是將明文轉為只有私鑰持有人能讀的密文，適合用於保護登入表單、API 金鑰等傳輸。
簽章則是用私鑰對訊息做「不可偽造的標記」，他人以公鑰驗證，適合證明「這則訊息確實來自你」。

RSA 加密如何在 HTTPS 與 Gate 登入中保護資料？

RSA 加密在 TLS（用於 HTTPS）中主要負責「身分驗證與金鑰安全封裝」。憑證中儲存網站公鑰，瀏覽器用以確認連線對象為合法伺服器。實際的資料加密則由會話金鑰負責。

第一步：瀏覽器連線 Gate 時，會檢查伺服器憑證鏈與網域名稱是否相符，並以受信任的根憑證驗證簽章，這一過程常由 RSA 或 ECC 簽章確保憑證可信度。

第二步：瀏覽器與伺服器協商一組「會話金鑰」。會話金鑰用於後續資料的對稱加密（如雙方共用同一把鑰匙）。TLS1.3 中常見橢圓曲線金鑰交換（ECDHE）來安全產生會話金鑰。

第三步：建立加密通道後，你的登入密碼、簡訊驗證碼、API 金鑰皆會在加密通道中傳輸。RSA 加密確保伺服器身分可信，並避免金鑰交換過程被竄改或冒用。

這套架構將「身分可信」與「資料高效加密」分工：RSA 加密負責前者，對稱加密負責後者，兼具安全與效率（參考 IETF RFC 8446 關於 TLS1.3 的設計方向）。

RSA 加密如何產生金鑰並使用？

你可以利用通用工具產生RSA 加密金鑰，並於安全傳輸或簽章驗證時使用。以下為入門流程範例：

第一步：產生私鑰。私鑰為你專屬持有，需妥善保存。

第二步：自私鑰匯出公鑰。公鑰可公開給對方，用於加密或驗證你的簽章。

第三步：選擇安全的「填充」。填充是在加密前對訊息進行結構化與隨機化的步驟，常用 OAEP 填充以防範模式被猜測及重放攻擊。

第四步：執行加密或簽章。對方用你的公鑰加密傳送秘密給你；你用私鑰對重要訊息簽章，讓對方驗證。

如需命令列工具，OpenSSL 是常見選擇（僅供參考）：

產生私鑰：openssl genpkey -algorithm RSA -pkeyopt rsa_keygen_bits:3072
匯出公鑰：openssl pkey -in private.pem -pubout -out public.pem
使用 OAEP 加密：openssl pkeyutl -encrypt -inkey public.pem -pubin -in msg.bin -out msg.enc -pkeyopt rsa_padding_mode:oaep
解密：openssl pkeyutl -decrypt -inkey private.pem -in msg.enc -out msg.dec -pkeyopt rsa_padding_mode:oaep

RSA 加密與橢圓曲線加密有何不同？

兩者目標相同，皆屬公開金鑰密碼學，但實作方式與重點有所差異。

效能與大小：RSA 加密需更大的位元長度才能達到同等安全等級。常見的 RSA 2048 位元與 ECC P-256 在安全層級上可比，但 RSA 公鑰與簽章通常更大，傳輸與儲存成本較高。
應用場景：截至 2025 年，主流公鏈（如 Bitcoin 的 ECDSA、Solana 的 Ed25519、Ethereum 的 ECDSA）在鏈上簽章採用橢圓曲線演算法，有助於減少交易數據量並提升驗證效率。RSA 加密則多用於憑證及傳統基礎設施（TLS、S/MIME 等）。
握手與會話：TLS1.3 中，金鑰交換多使用 ECDHE，RSA 加密主要負責憑證簽章與身分驗證角色。

使用 RSA 加密要注意哪些風險？

RSA 加密的安全性不僅取決於演算法本身，還取決於實作與操作習慣。

位元長度與強度：建議優先選擇 2048 位元以上，敏感業務建議 3072 位元以上（業界趨勢參考 NIST 2023）。位元長度不足將降低抵抗攻擊的成本。
隨機數品質：產生金鑰與填充時需高品質隨機來源。品質不佳的隨機數會使「鑰匙」可預測，增加外洩風險。
填充與實作：避免「裸 RSA」。必須使用 OAEP 等現代填充及正確驗證流程，以防已知攻擊。
私鑰儲存：建議將私鑰存放於安全硬體（如 HSM 或安全模組）或至少加密儲存，並限制存取權限。切勿以明文或不安全管道傳輸私鑰。
量子風險：大型量子運算有可能破解 RSA 加密（基於 Shor 演算法理論）。目前尚無公開可用的通用量子裝置能威脅常用位元長，但長期來看應關注後量子密碼方案的遷移。

RSA 加密要點總結

RSA 加密以「公鑰公開、私鑰自主管理」的方式，在網路與 Web3 的周邊基礎設施中提供身分可信與金鑰安全封裝。它多見於 HTTPS 憑證、API 通訊及電子郵件加密等場景，而鏈上簽章多採用橢圓曲線演算法。了解 RSA 加密的角色分工、公鑰/私鑰的保管、位元長度與填充選擇，以及 TLS 中的協作流程，有助於判斷安全架構是否穩健，並在與 Gate 等平台互動時降低傳輸與身分驗證風險。