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密碼學為何重要，以及它如何持續演進
密碼學是現代網絡安全的根基，為這個日益依賴數碼技術的世界中的安全通訊與數據保護築穩底層基礎。其重要性不容小覷——密碼學可保護敏感資訊、維護私隱，並在數碼世界中建立信任。隨着網絡威脅不斷演變，密碼學也在持續發展，以應對可能攻破傳統加密方法的新型挑戰。
什麼是密碼學？
從最基礎的層面來說，密碼學使用編碼算法將數據轉換為不可讀格式，隱藏存在安全風險的資訊，僅允許授權方存取。「密碼學（cryptography）」一詞源自希臘語中表示「隱藏」的單詞kryptos，直譯是「隱秘書寫」， IBM 解釋指。這項實踐與功能強大的加密流程密切相關：透過加密，可讀數據（即明文）會被轉換為不可讀數據（即密文）。
美國國家標準與技術研究院（NIST） 將密碼學定義為「涵蓋數據變換的原則、手段與方法的學科」，並補充說明，密碼學的目標是防止敏感數據被未授權使用（或在未被察覺的情況下被篡改）。
密碼學的重要性
在合理部署的前提下，密碼學方案可帶來諸多優勢：
機密性。密碼學透過加密將敏感資訊轉換為不可讀格式實現機密性，確保只有持有正確解密密鑰的授權人員才能存取並理解數據，以此防範未授權存取，避免關鍵資訊外泄。
完整性。用戶與企業需要確信數據在傳輸過程中不會被篡改或出現其他形式的改動。這一屬性稱為數據完整性——它透過哈希函數、訊息認證碼（MAC）及其他密碼學手段實現，可防範傳輸過程中的篡改行為。
身份認證。密碼學透過支撐公鑰基礎設施（PKI）應用及實現安全的數碼簽署，在身份認證流程中發揮核心作用。這些密碼學機制可驗證身份，確保用戶、設備或系統的身份與其聲明的一致，以此建立信任、防範未授權存取，為安全的數碼交互築穩基礎。
密碼學類型
密碼學方法通常分為以下兩類對稱加密與非對稱加密。兩類密碼學各有顯著優勢，我們將在下文中介紹，二者有時可整合形成混合解決方案。
對稱加密：對稱加密常被稱為「密鑰密碼學」，依靠單一密鑰完成加密和解密操作。由於該方案採用的算法較簡單，運算速度通常快於非對稱加密方案——但存在一項隱患：對稱加密有明顯的安全問題，現實中很難將單一密鑰安全分發至多個授權參與方。高級加密標準（AES）是對稱加密的典型例子，該標準由NIST於2001年確立，採用固定大小的數據區塊，支援多種密鑰長度；當中安全性最高的是256位密鑰，更長的密鑰長度為其帶來更強的安全防護能力。
非對稱加密：非對稱加密又稱「公鑰密碼學」，採用包含公鑰和私鑰的密鑰對機制。公鑰可公開分發，用於加密訊息；私鑰由持有方保密，授權方可使用私鑰解密經對應公鑰加密的訊息。該方案因安全性遠高於對稱加密而被廣泛採用，常見的非對稱算法包括RSA（Rivest-Shamir-Adleman）與ECC（橢圓曲線密碼學）.
混合加密系統：部分場景會結合使用對稱加密與非對稱加密方法，這種方式稱為混合加密。典型例子是SSL/TLS握手過程：初始握手階段需要透過非對稱加密建立安全連線，安全通道建立完成後，後續的數據交換則由對稱加密負責。每一次握手都會在客戶端與伺服器之間建立穩固的安全連線，透過SSL/TLS協議保障整個會話過程中數據的機密性與完整性。
密碼學在數碼證書中的作用
數碼證書是上述密碼學方法的實際應用，在保障線上通信安全、身份驗證方面發揮關鍵作用。
非對稱加密是公鑰基礎設施（PKI）的基礎，PKI透過密鑰對完成實體身份認證、建立信任體系，為數碼證書提供底層支撐。證書中的公鑰可公開共享，支撐安全交互；私鑰則始終受保護，確保僅授權方可解密數據。
對稱加密是上述流程的補充，在SSL/TLS協議等混合系統中應用尤其廣泛。在這類場景下，非對稱加密用於保障初始握手過程安全、建立連線，之後交由對稱加密高效加密後續的數據傳輸。兩類密碼學方法互相配合，為當前網絡安全環境中的數碼證書提供所需的安全性、可信性與性能。
透過整合上述密碼技術，數碼證書不僅能夠保護敏感資訊，還能為順暢的數碼交易與通信建立所需的信任與安全基礎。下文將介紹數碼證書在相關領域的核心價值。
保障數碼交易安全、保護數據
密碼學在金融、電商等領域備受重視，透過身份認證與通信加密支撐安全的數碼交易，數碼證書則在信任校驗、實現加密交互方面起到關鍵作用。同時，密碼學可在傳輸過程中保護個人可識別資訊（PII）等敏感數據，防止未授權存取，協助符合私隱合規要求。上述能力的結合，使得密碼學成為保障數碼交互安全、保護數據的核心支撐。
協助建立數碼信任
密碼學方案可對身份與網站進行校驗，強化安全數碼交互必需的信任基礎。透過數碼證書，這類方法可確保用戶接入的是合法實體，這是所有數碼交互的基礎，也是數碼安全的核心基石。域名驗證（DV）、組織驗證（OV）與擴展驗證（EV）證書等公網數碼證書由Sectigo等證書頒發機構（CA）簽發並完成校驗，幫助建立用戶信任、保障線上交互安全。
協助符合合規要求
密碼學已融入當前多項主流、重要的標準中。這類監管框架為保護敏感資訊、保障數據安全提供核心指引。遵守這些標準不僅對數據保護至關重要，還可避免因不合規產生的高額罰款與法律後果。
紓緩網絡安全威脅
在充斥威脅的數碼環境中，合理的密碼學策略可降低複雜/新興網絡威脅帶來的攻擊風險。Sectigo Certificate Manager（SCM）這類自動化證書生命週期管理（CLM）系統可簡化安全运维流程。
密碼技術的變革原因與方式
密碼技術絕非一成不變。變革深植於密碼技術的架構本身，使其成為數碼領域最具動態性和適應性的學科之一。算法會定期更新（協議和標準亦是如此），以應對並提前防範新的挑戰或威脅。
數碼證書有效期不斷縮短
公網SSL證書的有效期正大幅縮短，目前最長有效期已降至200天。此前Google與Apple曾主張大幅縮短證書生命週期，目前分階段縮短方案已正式獲批。2027年3月最長有效期將降至100天，2029年3月將降至47天。
對於本就難以跟上證書更新節奏的企業而言，這似乎會帶來困擾，但推廣更短有效期具備充分合理性：此舉可縮小威脅攻擊者利用已洩露證書的時間窗口。目前向自動化數碼證書管理發展的趨勢，將讓企業更易應對不斷加快的證書更新節奏。
新興網絡威脅
近年來密碼技術的成熟度不斷提升——但遺憾的是，網絡攻擊手段也同步升級。威脅攻擊者已掌握多種高級工具和技術，導致許多組織即便採用了曾經有效的加密和認證策略，仍面臨更高的風險。
值得肯定的是，密碼技術也在快速發展，通過落地高級加密技術為用戶和組織提供安全防護。Sectigo SCM這類工具可幫助組織靈活應對此類威脅。
NIST等權威機構也在持續完善其標準和指南，以適配新興威脅的變化。
量子計算的崛起
基於量子力學原理，量子計算有望以量子比特（qubit）替代傳統計算比特。量子比特可同時處於多種狀態，使量子計算機能以更快的速度處理海量數據。量子計算在推動重大創新方面具備巨大潛力，但同時也帶來了一項巨大安全挑戰：它能夠輕易破解RSA、ECC等曾被廣泛信任的算法。
由於公鑰密碼目前仍高度依賴RSA和ECC，我們需要主動做出調整，在量子計算機令這些傳統方法失效前做好數據防護——專家估計這類威脅可能在未來十年內成為現實。讓事態更緊迫的是，「先收集、後解密（Harvest Now, Decrypt Later）」攻擊正日益普遍：威脅攻擊者當下先收集加密數據，待未來量子計算機成熟後再對其進行解密。這種攻擊手段凸顯了當前就採用抗量子加密的必要性，確保即便技術迭代，敏感信息仍能保持安全。
所幸相關解決方案正在研發中。作為推動後量子密碼發展的核心機構，NIST已公布其勝出的抗量子加密算法.
密碼敏捷性
網絡安全形勢始終處於動態變化之中，近年來變化節奏明顯加快。為跟上發展步伐，企業需要具備被稱為「密碼敏捷性」的能力，該能力決定了組織快速適配新算法或新協議的水平。敏捷性更強的組織能夠更好地根據新興威脅或監管標準調整自身防護方案。許多密碼學解決方案都可提升這種敏捷性，包括自動化的證書生命週期管理（CLM）。
密碼學標準的進展
美國國家標準與技術研究院（NIST）、國際標準化組織（ISO）等監管機構會定期更新指引，以配合新興趨勢或挑戰相關的業界最佳實務。NIST的後量子相關工作就是極佳例子，其開展的大規模標準化項目，旨在制訂進入後量子時代後仍可維持安全性的密碼學標準。
同樣，ISO亦透過ISO/IEC 23837-1:2023建立了量子密鑰分發框架。ISO的其他指引還涵蓋資訊安全管理體系（ISMS）場景下的密碼控制、分組密碼以及密鑰管理系統相關內容。
Sectigo 對持續演進的密碼學標準的承諾
隨着網絡威脅日益複雜，密碼學一直是數碼安全的基石。Sectigo的創新解決方案可協助機構保持靈活性與安全性，提供包括Sectigo Certificate Manager以及Quantum Labs在內的工具，協助機構從容應對密碼學的未來發展。想優化您的密碼應用實務？歡迎進一步了解Sectigo的產品方案，向更穩固的安全防護邁出下一步。