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利用公鑰加密的「電子證書」原理【實現虛擬貨幣（加密資產）的區塊鏈基礎】

在前述章節中，說明了公鑰加密的原理，即是由通訊的一方使用公開的密鑰製作暗號，並由另一方透過密鑰解讀恢復成原文。

上回文章：什麼是公鑰加密？說明結構與RSA的計算方法

而公鑰加密還具有更有趣的性質。

也就是以密鑰加密的原文，能夠以公鑰解密的性質。

與公鑰進行加密的方向相反，透過如此的使用方式，即可實現「電子證書」的原理。

也能反向用於加密的公鑰與密鑰

（圖1）




以下將利用圖1說明上回提及的公鑰加密使用方式、以及其與本次所述方式之間的差異。

圖1的上半部是上回解釋的方式，希望將通訊內容作為秘密交予對方的人，能夠使用公鑰來製作暗號。

對方則使用密鑰來解讀暗號。

圖1的下半部則是本次說明的使用方式。

右方的人使用自己的密鑰為通訊內容加密。

當左方的人想解讀通訊內容時，右方的人便使用公鑰進行計算，如此即可解密恢復成原文。

上半部的使用方式為「以公鑰加密、以密鑰解密」，下半部的使用方式則是「以密鑰加密、以公鑰解密」，變成了反向的暗號操作。

能以公鑰解密的暗號有什麼用處

雖然說能夠進行反向的暗號操作，但這樣究竟能達到什麼用處呢？

特地用密鑰加密的通訊內容，若能以公鑰加以解讀，便任何人都能夠擅自解讀。

如果任何人都能夠解讀，就失去了加密暗號的意義。

事實上也會出現派上用場的時機。

（圖2）


能以公鑰解讀的暗號文字，必須由與該公鑰相對應的密鑰來加密，因此能夠確保「能以S先生的公鑰解密的暗號，就必須由S先生的密鑰來加密」。

也就是說，能夠以電子的方式製作出「S先生擔保的暗號內容」。

看到暗號的任何人都能夠使用公鑰，並確認該文件是否為真。

S先生以外的人則無法冒充S先生製作偽造文書。

這代表著「電子證書」的可能性。

舉例來說，若將市政府的戶籍謄本影本製成電子檔，並以市政府的密鑰加密。

收到加密戶籍謄本影本的人，就能確認能否使用市政府的公鑰進行解密。

只要能夠解密，就代表此為正式由市政府製作而成的戶籍謄本，若無法解密，則昭示了此為他人偽造的假戶籍謄本。

也就是說，市政府發行的戶籍謄本，能夠作為證書並以電子的方式發行。

用於電子證書的公鑰加密計算方式示意圖

那麼，針對以密鑰加密的原文，該如何透過公鑰來解密呢？

以下將如同前回章節，以圖解的方式來說明加密的計算方法。

（圖3）


此圖的左半部以公鑰進行已知的ａ次反覆計算，右半部則是除非持有密鑰、否則無法得知的「剩餘次數」計算。

在上回的原理說明中，進行左半部的計算時將完成暗號，而針對暗號進行右半部的計算時，便會恢復到原文。

現在則試著改為置入暗號與原文。

在本次的圖中，正中央為「原文B」，兩側則是「暗號A」。

（右側的暗號A與左側相同，因此予以省略）

簡單來說，以密鑰計算原文B時，就會形成無法直接閱讀的暗號A。

其與左側的通訊內容相同，因此只要從左側輸入暗號A，並透過公鑰進行計算，結果就會在正中央的時間點得到解密的原文B。

由於公鑰加密的方式具有上述特徵，因此不僅可用於單純的加密，亦可作為電子證書加以活用，屬於極為有趣的一種計算方式。

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本文來源OANDA日本官網上野 仁（Hitoshi Ueno）撰寫的文章。

上野 仁（Hitoshi Ueno），工程師（資訊工程），博士（工程）。
1984年在山梨大學完成碩士課程（主修計算機科學）後加入日立製作所。主要在系統程式開發實驗室、企業伺服器事業部等從事計算機體系結構和基礎軟體的研發工作。
2015年起任第一工業大學東京上野校區信息電子系統工學系教授。並且對生物訊號處理相關的程式開發和各種先進軟體的研究深感興趣。

以公鑰加密還具有什麼性質?

以密鑰加密的原文，能夠以公鑰解密的性質。

與公鑰進行加密的方向相反，透過如此的使用方式，即可實現「電子證書」的原理。

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