本篇文章透過「保險箱」的比喻，深入淺出地解釋了區塊鏈中的公鑰與私鑰如何保障數位資產安全。公鑰像是保險箱的位置，任何人都能看到並向其存入資產；私鑰則是唯一的鑰匙，只有持有私鑰的人才能動用資產。文章還介紹了註記詞、密碼貨幣的安全性以及管理公私鑰面臨的風險。

本系列文是憑記憶整理 XREX Academy 20th 高雄班第二週課後學員的問題與我的回答
用白話與類索引方式提供初學者參考
系列文預計會涵蓋下列主題的科普知識：

1. 區塊鏈瀏覽器

2. 公私鑰、註記詞與錢包app、冷熱錢包差異

3. PoW v. PoS
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1. 區塊鏈與比特幣

   • 區塊鏈運作原理

   • 瞭解比特幣原理與共識機制 (PoW)

   • 比特幣挖礦工作坊（實作）

2. 以太坊與智能合約

   • 何謂智能合約？

   • 以太坊和以太幣運作原理

   • 質押驗證機制 (PoS)

   • 以太幣挖礦工作坊（實作）

區塊鏈技術是如何解決安全性與信任問題的？這一問題在一般大眾心中時常困惑，尤其是「公鑰」與「私鑰」這對概念。對於對區塊鏈有興趣但缺乏深入理解的人來說，這兩者的用途可能看似抽象。本文將透過「保險箱」的比喻，深入淺出地解釋公鑰與私鑰在區塊鏈中的應用，並分析其潛在風險與挑戰。

想像你擁有一個保險箱，裡面放著你的寶貴資產。這個保險箱有兩個主要特徵：

1. 保險箱的位置是公開的：任何人都可以知道保險箱在哪裡。

2. 保險箱的鑰匙是私密的：只有你擁有開啟保險箱的鑰匙。

在這個比喻中：

• 公鑰就像保險箱的位置和型號，任何人都可以知道它，並且可以向保險箱中存放資產，但他們無法開啟它或取出裡面的東西。同時，無法直接由保險箱的位置和型號推測出鑰匙的形狀，這就像公鑰無法推算出私鑰一樣。

• 私鑰則是開啟保險箱的唯一鑰匙，只有擁有私鑰的人才能取出裡面的資產，確保資產的安全性與所有權。

此外，私鑰不僅僅是開啟單一保險箱的鑰匙，還可以生成許多不同的公鑰，這相當於私鑰可以生成許多個保險箱的位置和型號，讓你管理多個資產地址。這反映了區塊鏈技術的透明性與安全性。在區塊鏈上，保險箱的位置和內容物都是公開的，任何人都能查看某個地址擁有的資產數量，但沒有私鑰就無法動用這些資產。同時，資產在區塊鏈上的傳輸過程是加密的，以確保資產傳輸的安全性。

區塊鏈技術中的數位資產（如比特幣）並不是「存放」在你的手機或電腦裡，而是記錄在分佈式的區塊鏈網路中。公鑰決定了你的資產位置，別人可以向這個公鑰（保險箱）發送資產，但只有擁有對應私鑰的人，才能動用這些資產。

• 公鑰允許他人向你的地址存入資產，就像有人把物品放入你告知他們的保險箱位置，但他們無法開啟保險箱。

• 私鑰是你唯一能用來開啟保險箱、取出資產的工具，這就是為什麼私鑰的安全性如此重要。

當你需要使用這些資產時，必須使用私鑰來簽署一筆交易，證明你對這些資產的所有權。這就像是用私鑰打開保險箱，從中取出物品後再交給他人。這樣的設計避免了數位貨幣被盜用或複製。

註記詞的出現是為了方便人們記憶和保管私鑰。註記詞由一組隨機生成的單字組成，通常包含12至24個單字。這些單字的設計確保它們易於記憶，且在技術上能完整代表私鑰。必須完整記住所有註記詞，因為遺失其中的任何部分都會導致無法恢復資產。

如果你不慎刪除了軟體錢包或遺失了硬體錢包，註記詞可以幫助你恢復對資產的控制權。這就像是擁有一張詳細的鑰匙設計圖，即使原來的鑰匙丟失，也可以拿著這張圖找鎖匠（新的軟體錢包或硬體錢包）重新打造出一把相同的鑰匙，恢復你對資產的動用權。

公私鑰加密技術是現代網路傳輸中大量使用的技術，區塊鏈不僅繼承了這些技術，還通過密碼學的加密機制進一步強化了數位資產的安全性。這就是為什麼稱區塊鏈中的數位貨幣為「密碼貨幣」更加貼切，因為加密的不是貨幣本身，而是需要密碼才能動用這些貨幣。

這種加密機制允許區塊鏈系統避免傳統金融中的信任問題，實現了「去信任化」的交易模式。也就是說，你不需要依賴銀行等第三方來進行資產交易，而是通過公開、可驗證的加密機制來保障資產的安全與真實性。

雖然公私鑰提供了高度的安全性，但它們仍然面臨一些挑戰：

1. 私鑰遺失：如果你遺失了私鑰，將無法再取回你的數位資產。這就像丟掉了保險箱的唯一鑰匙，沒有人能幫助你打開這個保險箱。

2. 私鑰盜取：如果有人獲得了你的私鑰，他們可以完全控制你的數位資產。因此，如何安全保管私鑰極為重要。許多人選擇使用冷錢包（不連接網路的裝置）來保護私鑰，避免它被駭客竊取。

這些風險顯示出區塊鏈技術的「去信任化」同時也帶來了個人資產管理的高度責任。如果你不小心遺失或泄露私鑰，將無法依賴任何第三方來幫助恢復資產。

在區塊鏈的應用中，有一種稱為多簽錢包的技術。沿用保險箱和鑰匙的比喻，多簽錢包就像是一個需要多把鑰匙才能開啟的保險箱。舉例來說，假設有一個三人合作的商業項目，大家將資產存放在一個多簽保險箱中，這個保險箱設定為「2/3多簽」，也就是說，三把鑰匙中必須有兩把同時插入才能開啟保險箱並動用資產。這種機制可以防止其中一人獨自挪用資金，提升了交易的安全性與透明度。多簽錢包常應用於企業合作或大型項目中，確保每筆交易都經過多方批准。

為了進一步保護私鑰，一種實用的做法是將註記詞分成不同片段保存在不同的地方。例如，你可以將註記詞分成三個部分，分別儲存在家裡的保險箱、銀行的保管箱和一位信任的朋友那裡。這樣，即使某個地方的片段被洩漏或遺失，無法單憑部分註記詞恢復私鑰，從而大大降低了私鑰洩漏的風險。

此外，區塊鏈錢包還分為熱錢包和冷錢包。熱錢包（通常是軟體錢包）是指私鑰隨時連上網路的錢包，方便使用者進行日常交易，但也因此容易受到駭客攻擊。冷錢包（通常是硬體錢包）則將私鑰離線保存，只有在需要時才會連接網路，這種錢包雖然操作較不便，但私鑰的安全性大大提升，適合長期儲存大額資產。

區塊鏈中的公鑰與私鑰是解決數位資產安全性與信任問題的核心工具。公鑰讓他人可以透明地看到並向你的地址發送資產，而私鑰則確保只有你能動用這些資產。這種加密機制提供了高度安全性，同時也將資產管理的責任完全交給個人。

私鑰的保管與使用，成為每個區塊鏈用戶面臨的最大挑戰。雖然它保障了數位資產的安全性，但同時也要求用戶承擔更多責任，這是去中心化技術的兩面性。理解並正確管理公鑰與私鑰，將幫助你安全地參與這個新興的數位經濟體系。