核心觀念

本題考查「多工（Multiplexing）」與「解多工（Demultiplexing）」在不同網路分層中的作用，重點包括：

1. 多個訊號如何共用同一條實體傳輸媒介。
2. 接收端如何依據特定規則，將混合訊號還原並分送給正確目的地。
3. 實體層的多工技術。
4. 傳輸層如何利用埠號（Port Number）將資料交付給正確的應用程式。

多工器通常記為 MUX，解多工器通常記為 DEMUX。

多工與解多工的意義

一、多工

多工是指將多個來源的資料流，依照某種規則整合至同一條共享傳輸媒介中傳送。

其目的在於提高傳輸媒介的使用效率，使多個使用者、裝置或通訊通道能共同使用一條線路。

概念上可表示為：

$$\text{多個輸入訊號} \xrightarrow{\text{MUX}} \text{單一共享通道}$$

多工不代表將資料內容混亂地合併，而是加入可辨識的區分方式，例如：

• 不同頻率
• 不同時間槽
• 不同波長
• 不同展頻碼
• 不同標頭欄位

二、解多工

解多工是多工的反向程序。接收端利用多工時所採用的區分規則，從共享通道中分離出各個原始資料流，並交付給正確的接收端或上層模組。

概念上可表示為：

$$\text{單一共享通道} \xrightarrow{\text{DEMUX}} \text{多個輸出訊號}$$

多工與解多工必須採用相同的同步方式、頻率配置、時間配置、波長配置或識別碼，否則接收端無法正確還原資料。

實體層的三種多工／解多工技術

一、分頻多工 FDM（Frequency-Division Multiplexing）

原理

分頻多工是將可用的頻寬切割成多個彼此分離的頻率子頻道，每一個輸入訊號使用不同的載波頻率傳送。

多工器先將各路訊號調變至不同頻率，再把這些頻率範圍合併後，經由同一條傳輸媒介傳送。接收端則使用濾波器及解調器，依照不同頻率將各路訊號分離。

概念如下：

$$\text{訊號}_1 \rightarrow f_1$$ $$\text{訊號}_2 \rightarrow f_2$$ $$\text{訊號}_3 \rightarrow f_3$$

再將 $f_1,f_2,f_3$ 同時送入同一條線路。

頻寬配置

每個通道必須分配足夠頻寬，且相鄰通道之間通常設置保護頻帶（Guard Band），以避免訊號互相干擾。

若各通道頻寬為 $B_i$，保護頻帶總寬度為 $B_g$，則總需求頻寬約為：

$$B_{\text{total}}=\sum_{i=1}^{n}B_i+B_g$$

特性

• 各路訊號同時傳輸。
• 每個通道固定占用特定頻率範圍。
• 適合類比訊號，也可搭配調變技術傳送數位資料。
• 當某一路沒有資料時，其所配置的頻率仍可能被保留，頻寬利用率不一定高。
• 若頻率規劃不當，容易產生鄰頻干擾。

例子

傳統廣播系統、類比電視頻道、有線電視，以及部分電信系統，均可採用分頻多工。

解多工

接收端依據各路訊號的頻率範圍，利用帶通濾波器分離出不同子頻道，再進行解調，還原各個原始訊號。

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二、分時多工 TDM（Time-Division Multiplexing）

原理

分時多工是將傳輸時間切割成連續的時間槽（Time Slot），不同輸入訊號在不同時間槽使用同一條傳輸線路。

假設有四個輸入來源，則一個 TDM 框架可以配置如下：

時間槽	使用者
Slot 1	A
Slot 2	B
Slot 3	C
Slot 4	D

多工器依固定順序，將各來源資料放入對應時間槽。接收端依照相同的時間順序與同步資訊，將資料分送回各路輸出。

同步分時多工

同步 TDM（Synchronous TDM）會預先固定每個來源所占用的時間槽。即使某個來源暫時沒有資料，該時間槽也可能維持空白。

若每個時間槽可傳送 $b$ 位元，一個框架包含 $n$ 個時間槽，框架頻率為 $f$，則傳輸速率為：

$$R=n \times b \times f$$

統計分時多工

統計 TDM（Statistical TDM）又稱非同步 TDM，依照目前各輸入端是否有資料，動態分配時間槽，因此不必固定保留給沒有資料的來源。

為了使接收端知道每個時間槽屬於哪個來源，通常需要加入來源識別資訊、通道編號或控制欄位。

特性

• 不同來源使用不同時間，而非不同頻率。
• 適合數位資料傳輸。
• 必須具備時脈同步。
• 同步 TDM 實作簡單，但空閒時間槽會造成浪費。
• 統計 TDM 頻寬利用率較高，但需要額外的識別與控制機制。
• 若多個來源的資料速率不一致，必須進行時間槽或速率配置。

例子

數位電話系統、數位傳輸線路、SONET／SDH，以及部分基地台與骨幹傳輸系統，都可運用分時多工。

解多工

接收端先利用同步資訊判斷框架邊界，再依照時間槽位置讀取資料，將第 $i$ 個時間槽交給對應的第 $i$ 個輸出通道。

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三、分波多工 WDM（Wavelength-Division Multiplexing）

原理

分波多工主要應用於光纖通訊。其作法是讓不同資料流使用不同波長的光訊號，在同一條光纖中同時傳輸。

由於光的頻率與波長具有反比關係：

$$c=f\lambda$$

其中：

• $c$ 為光速
• $f$ 為光頻率
• $\lambda$ 為光波長

因此，分配不同波長，就等同於在光纖中建立不同的光學通道。

例如：

核心觀念

ICMP（Internet Control Message Protocol）屬於網路層的控制協定，負責傳遞 IP 網路中的錯誤通知、診斷資訊與控制訊息。ICMP 不負責傳送一般應用資料，也不提供可靠傳輸、重傳或流量控制功能。

本題重點有二：

1. 說明 ICMP 的兩大訊息類型：

• 錯誤報告訊息（Error Reporting Messages）
• 查詢與回應訊息（Query／Informational Messages）

2. 說明 traceroute 如何利用：

• IP 標頭的 TTL（Time To Live）
• ICMP Time Exceeded
• ICMP Destination Unreachable
• 封包往返時間 RTT（Round-Trip Time）

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一、ICMP 的錯誤報告訊息

當路由器或目的地主機無法正常處理某個 IP 封包時，可利用 ICMP 將錯誤原因通知原始發送端。ICMP 錯誤訊息通常包含：

• ICMP 類型與代碼
• 發生錯誤的封包之原始 IP 標頭
• 原始封包資料開頭的一部分，通常至少包含傳輸層標頭前 8 個位元組

如此一來，發送端可根據原始封包的來源位址、目的位址與連接埠資訊，判斷是哪一個封包發生問題。

1. Destination Unreachable：目的地無法到達

ICMP Type 3，用來表示封包無法送達目的地，常見原因包括：

• 網路不存在
• 主機不存在
• 通訊協定不可用
• 目的地連接埠不可用
• 封包需要分段，但設定了禁止分段旗標（DF）
• 因管理政策而遭到封鎖

例如，主機以 UDP 封包送往一個沒有服務程式監聽的 UDP 連接埠，目的地主機可能回傳：

ICMP Destination Unreachable：Port Unreachable

traceroute 也會利用此訊息判定探測封包已經抵達目的地主機。

2. Time Exceeded：時間超過

ICMP Type 11，主要有兩種情況：

• 封包的 TTL 遞減至 $0$
• IP 分段重組等待時間超過限制

最常見的是第一種。每經過一個路由器，TTL 減少 $1$；當 TTL 變成 $0$ 時，該路由器丟棄封包，並向原始發送端回傳 ICMP Time Exceeded。

traceroute 正是利用此訊息逐一找出封包路徑上的路由器。

3. Redirect：重新導向

ICMP Type 5。路由器通知來源主機：針對某個目的地，存在較適合的下一跳路由器，來源主機可更新路由選擇。

例如，主機將封包交給預設閘道器，但該閘道器發現同一網路上有另一台更直接的路由器，即可回傳 ICMP Redirect。

實務上，為避免路由遭到惡意竄改，作業系統通常會對 Redirect 訊息採取嚴格限制。

4. Parameter Problem：標頭參數問題

ICMP Type 12。當 IP 標頭欄位格式錯誤、選項無法解析，導致路由器或主機無法正確處理封包時，會回傳此訊息。

例如 IP 標頭中的選項格式不合法，接收設備無法判斷其意義，即可能產生 Parameter Problem。

5. Source Quench：來源抑制

ICMP Type 4，早期用來通知發送端降低傳送速度，以減少壅塞。

此訊息已被淘汰，不應作為現代網路壅塞控制的主要依據。現代 TCP 通常依靠封包遺失、延遲、接收視窗與擁塞控制演算法處理壅塞問題。

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二、查詢與回應訊息

查詢與回應訊息主要用於網路診斷、測試主機可達性、測量延遲，以及取得網路設定資訊。

1. Echo Request 與 Echo Reply

ICMP Echo Request 為 Type 8，Echo Reply 為 Type 0。

發送端送出 Echo Request，目的地主機收到後回傳 Echo Reply。ping 即利用這組訊息完成：

• 判斷目的地主機是否可達
• 測量封包往返時間
• 觀察封包遺失率
• 驗證 IP 層基本連通性

若發送時間為 $t_s$，收到回覆時間為 $t_r$，則往返時間為：

$$RTT=t_r-t_s$$

需注意，ping 成功只能表示 ICMP 封包能抵達並獲得回覆，不代表所有 TCP 或 UDP 應用服務都正常。

2. Timestamp Request 與 Timestamp Reply

ICMP Timestamp Request 為 Type 13，Timestamp Reply 為 Type 14。

此類訊息可要求主機提供時間戳記，用於估計主機間的時間差與網路延遲。由於現代網路通常使用 NTP 等更完整的時間同步機制，因此 Timestamp 訊息在現代實務中的使用程度較低。

3. Address Mask Request 與 Address Mask Reply

ICMP Address Mask Request 為 Type 17，Address Mask Reply 為 Type 18。

主機可藉此查詢所屬網路的子網路遮罩。此功能主要存在於早期 IPv4 網路環境，現代主機多由 DHCP、手動設定或其他網路管理機制取得子網路遮罩。

4. Router Solicitation 與 Router Advertisement

在 IPv4 ICMP 中，Router Solicitation 與 Router Advertisement 可用於主機與路由器間的路由器探索，協助主機得知可使用的預設路由器。

在 IPv6 中，類似功能主要由 ICMPv6 Neighbor Discovery Protocol 完成，包括 Router Solicitation 與 Router Advertisement。

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三、利用 ICMP 實現 traceroute 的原理

1. TTL 的作用

IPv4 標頭包含 TTL 欄位。發送端設定初始 TTL 值後，每一台路由器轉送封包時都必須執行：

$$TTL \leftarrow TTL-1$$

當路由器發現 TTL 已降為 $0$ 時，會：

1. 丟棄該 IP 封包
2. 產生 ICMP Time Exceeded
3. 將 ICMP 訊息送回原始發送端

因此，發送端只要控制探測封包的 TTL，就能讓封包依序在第 $1$、第 $2$、第 $3$ 個路由器處停止，並取得各路由器的 IP 位址。

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2. TTL 逐步增加

假設封包路徑如下：

$$S \rightarrow R_1 \rightarrow R_2 \rightarrow R_3 \rightarrow D$$

其中：

• $S$：來源主機
• $R_1,R_2,R_3$：途中路由器
• $D$：目的地主機

traceroute 會依序送出探測封包。

第一次探測：TTL = 1

封包由 $S$ 送出，初始 TTL 為 $1$。

第三題　無線區域網路 WLAN

核心觀念

本題涵蓋三個重點：

1. 無線傳輸中的主要傳播問題：吸收衰減與多重路徑干擾。
2. MIMO 多天線技術如何利用空間維度提升傳輸速率、可靠度與涵蓋範圍。
3. 802.11i 所採用的 802.1X 基於連接埠的網路存取控制，以及其與 EAP、RADIUS、金鑰建立和資料加密的關係。

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（一）吸收衰減與多重路徑干擾

1. 吸收衰減（Absorptive Attenuation）

無線電波穿越牆壁、玻璃、木材、金屬、人體及其他障礙物時，部分電磁能量會被障礙物吸收，轉換成材料內部的熱能，因而造成接收信號功率降低，此現象稱為吸收衰減。

自由空間傳播的接收功率可概念化表示為：

$$P_r=P_tG_tG_r\left(\frac{\lambda}{4\pi d}\right)^2$$

若信號再通過障礙物，還必須加入穿透損耗：

$$P_r'=P_r-L_{\text{penetration}}$$

以分貝表示時：

$$P_r'(\mathrm{dBm}) = P_r(\mathrm{dBm}) - L_{\text{penetration}}(\mathrm{dB})$$

吸收衰減的大小主要受下列因素影響：

• 材料種類：金屬具有高度反射及遮蔽效果；混凝土、磚牆及防火材料通常具有較高穿透損耗。
• 材料厚度：障礙物越厚，信號通過的距離越長，衰減越大。
• 工作頻率：頻率越高，波長越短，通常越不容易穿透實體障礙物。高頻無線系統對牆壁、人體及雨水等障礙較敏感。
• 含水量：水對微波頻段具有明顯吸收作用，因此人體、潮濕牆壁、雨水均可能造成額外衰減。
• 入射角與結構：信號斜向穿過牆壁時，等效穿透路徑變長，衰減通常增加。

吸收衰減會導致：

• 接收信號強度下降。
• 信號雜訊比（SNR）降低。
• 位元錯誤率上升。
• 調變方式必須降級，造成傳輸速率下降。
• 在衰減嚴重時發生封包遺失、重傳或連線中斷。

2. 多重路徑干擾（Multipath Interference）

無線信號抵達接收端時，不一定只有一條直達路徑。信號可能經由牆壁、地面、天花板、家具及其他物體反射、繞射或散射，形成多條具有不同路徑長度的信號副本。

接收信號可表示為：

$$r(t)=\sum_{k=1}^{N} a_k s(t-\tau_k)e^{j\phi_k}+n(t)$$

其中：

• $a_k$：第 $k$ 條路徑的衰減係數。
• $\tau_k$：第 $k$ 條路徑的延遲。
• $\phi_k$：第 $k$ 條路徑的相位。
• $n(t)$：雜訊。

各路徑到達時間與相位不同，會產生下列效果：

（1）建設性干涉

若多條信號副本相位相近，彼此相加，接收信號增強。

（2）破壞性干涉

若多條信號副本相位相反，彼此抵消，接收信號大幅下降，形成深度衰落（deep fading）。

（3）衰落與快速功率變化

接收端只移動很短距離，路徑相位即可能改變，因此信號強度會在空間中快速起伏，稱為小尺度衰落。

（4）符號間干擾（ISI）

若不同路徑的延遲差異大於一個符號週期，前一個符號的延遲副本會重疊到下一個符號，造成符號間干擾。

（5）頻率選擇性衰落

不同頻率成分受到的干涉程度不同，因此某些頻率可能嚴重衰減，造成頻率選擇性衰落。

802.11 系統常利用 OFDM 將高速資料分散到多個正交子載波，並加入循環字首（Cyclic Prefix, CP），降低多重路徑造成的符號間干擾。MIMO、分集技術及等化器也能減少多重路徑的不利影響。

解題技巧

• 吸收衰減的關鍵字是「能量被材料吸收並轉換成熱能」，重點在穿透障礙物後的信號功率下降。
• 多重路徑的關鍵字是「同一信號經多條路徑，以不同延遲與相位抵達」，重點在干涉、衰落及 ISI。
• 反射不等於吸收：反射是能量改變傳播方向，吸收是能量轉換為材料內部能量。
• 多重路徑不一定全是負面；相位相同時會產生增強，但相位相反時會造成抵消。

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（二）MIMO 技術及其特性

1. 定義與基本架構

MIMO 是 Multiple-Input Multiple-Output 的縮寫，指在發射端配置多根天線，在接收端也配置多根天線，利用空間維度同時傳送及接收無線信號。

若發射端有 $N_t$ 根天線，接收端有 $N_r$ 根天線，通道模型可寫成：

$$\mathbf{y}=\mathbf{H}\mathbf{x}+\mathbf{n}$$

其中：

• $\mathbf{x}$：$N_t$ 維發射信號向量。
• $\mathbf{y}$：$N_r$ 維接收信號向量。
• $\mathbf{H}$：$N_r\times N_t$ 的無線通道矩陣。
• $\mathbf{n}$：雜訊向量。

通道矩陣中的每個元素代表某一發射天線到某一接收天線之間的通道增益與相位。

2. 空間多工（Spatial Multiplexing）

MIMO 可以將資料分割成多個獨立資料流，由不同發射天線同時傳送，接收端再根據通道矩陣分離這些資料流。

理想情況下，可同時傳輸的獨立空間串流數量受到下式限制：

$$N_{\text{streams}}\leq \min(N_t,N_r)$$

在通道條件良好且天線間相關性低時，空間多工能提高資料傳輸速率，理論容量可表示為：

$$C= \log_2\det \left( \mathbf{I} + \frac{\rho}{N_t}\mathbf{H}\mathbf{H}^{H} \right)$$

其中 $\rho$ 為接收信號與雜訊功率比。一般而言，增加有效的空間串流可提高頻譜效率，但實際速率仍受信號強度、通道秩、干擾及協定限制。

3. 空間分集（Spatial Diversity）

同一份資料可以透過多根天線，以不同空間路徑傳送。接收端將多個版本合併，以降低所有路徑同時發生深度衰落的機率。

因此，空間分集的主要目標是：

• 降低位元錯誤率。
• 提升封包成功率。
• 增加連線可靠度。
• 改善多重路徑環境下的效能。

空間多工主要追求「提高速率」，空間分集主要追求「提高可靠度」。

4. 波束成形（Beamforming）

若系統掌握通道狀態資訊（Channel State Information, CSI），可以調整不同天線的振幅與相位，使信號在目標接收方向相互加強，在非目標方向相互抵消。

波束成形具有下列效果：

• 提高接收端信號強度。
• 改善信號雜訊比。
• 延伸傳輸距離與涵蓋範圍。
• 降低對其他方向使用者的干擾。

5. MIMO 的重要特性與限制

（1）天線數量不等於資料流數量

即使使用 $4\times4$ MIMO，也不代表一定能同時傳輸四條獨立資料流。實際串流數量取決於：

• 天線數量。
• 通道矩陣的秩。
• 天線間距與相關性。
• 多重路徑環境。
• 發射端與接收端的硬體能力。
• 無線標準及其協定限制。

（2）需要空間上具有差異的通道

若多根天線距離太近，或各天線看到的通道幾乎相同，天線間高度相關，MIMO 能分離的獨立資料流會減少，空間多工效益降低。

（3）需要通道估測

接收端必須估計各發射天線至各接收天線的通道特性，才能進行資料流分離、分集合併或波束成形。

（4）增加硬體與運算複雜度

MIMO 需要多組射頻鏈路、天線、類比數位轉換器及數位訊號處理，因此會增加：

• 硬體成本。
• 功率消耗。
• 通道估測負擔。
• 解碼及等化運算量。

（5）與多種 WLAN 標準結合

802.11n、802.11ac 及 802.11ax 均廣泛使用 MIMO；較新的系統還可使用 MU-MIMO，讓基地台同時服務多個使用者。

解題技巧

• 題目問「提高速率」，優先回答空間多工。
• 題目問「降低錯誤、抵抗衰落」，優先回答空間分集。
• 題目問「集中信號、提高涵蓋範圍」，回答波束成形。
• MIMO 的核心不是單純增加天線，而是利用多條具有差異性的空間通道。
• 可用「多天線、空間多工、空間分集、波束成形、CSI、通道相關性」作為完整答題骨架。

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第四題　網路安全詳解

核心觀念

本題考查兩項網路安全基礎技術：

1. 數位憑證與公開金鑰基礎建設（PKI）

• 數位憑證的定義與主要內容。
• 憑證如何將「身分」與「公開金鑰」建立可信連結。
• 憑證在身分驗證、加密、數位簽章與安全通訊中的作用。

2. FIDO 身分驗證技術

• 以非對稱密碼學取代傳統密碼登入。
• 私密金鑰留在使用者裝置，不傳送至伺服器。
• 透過挑戰—回應程序及網站來源綁定，抵抗釣魚、重放與伺服器密碼資料庫外洩。

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（一）數位憑證

1. 數位憑證的定義

數位憑證（digital certificate）是一種由受信任的**憑證認證機構（Certificate Authority, CA）**簽發的電子文件，用來證明某一身分、網站、組織或設備與特定公開金鑰之間的關聯。

其核心意義是：

數位憑證不是公開金鑰本身，而是由 CA 對「身分與公開金鑰的對應關係」所作的數位簽章證明。

例如，網站取得一張憑證，其中載有：

• 網站名稱：www.example.com
• 網站公開金鑰
• 憑證有效期間
• 簽發憑證的 CA
• CA 對上述資料所產生的數位簽章

瀏覽器驗證 CA 簽章及憑證內容後，即可確認該公開金鑰確實屬於該網站。

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2. 憑證的主要內容

網路上最常見的憑證格式為 X.509 憑證。其主要欄位如下：

（1）版本（Version）

表示憑證所採用的 X.509 版本，例如 X.509 v3。

（2）序號（Serial Number）

由簽發 CA 配發的唯一識別號碼，用於辨識憑證，也常用於憑證撤銷清單（CRL）中的撤銷紀錄。

（3）簽章演算法識別碼（Signature Algorithm）

表示 CA 對憑證內容進行數位簽章時所使用的演算法，例如：

• RSA with SHA-256
• ECDSA with SHA-256

（4）憑證簽發者（Issuer）

表示簽發此憑證的 CA，例如某個根 CA 或中介 CA。

（5）憑證主體（Subject）

表示憑證所代表的對象，例如：

• 網站網域名稱
• 公司或組織
• 個人
• 伺服器
• 網路設備

在現代網站憑證中，網域名稱通常還會放在 Subject Alternative Name（SAN）欄位中。

（6）主體公開金鑰資訊（Subject Public Key Info）

包含兩項重要資料：

• 公開金鑰演算法
• 主體的公開金鑰

與該公開金鑰相對應的私密金鑰，應由憑證持有人自行保管，不能放入憑證中。

（7）有效期間（Validity）

包含：

• 生效時間（Not Before）
• 到期時間（Not After）

使用憑證時，應確認目前時間位於有效期間內。

（8）憑證用途與限制（Extensions）

X.509 v3 可利用延伸欄位指定憑證用途，例如：

• Key Usage：數位簽章、金鑰加密、憑證簽發等。
• Extended Key Usage：伺服器驗證、用戶端驗證、電子郵件保護等。
• Subject Alternative Name：網站可使用的網域名稱。
• Basic Constraints：是否為 CA 憑證。
• Authority Key Identifier：簽發者金鑰識別資訊。

（9）CA 的數位簽章（Certificate Signature）

CA 對憑證內容計算雜湊值，再使用 CA 的私密金鑰簽章：

$$\sigma = \operatorname{Sign}_{SK_{CA}}\left(H(\text{Certificate Information})\right)$$

其中：

• $H$ 為雜湊函數。
• $SK_{CA}$ 為 CA 的私密金鑰。
• $\sigma$ 為 CA 對憑證內容產生的數位簽章。

此欄位用來確認憑證確實由該 CA 簽發，且內容在簽發後未遭竄改。

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3. 數位憑證的應用原理

數位憑證通常搭配公開金鑰密碼系統及 PKI 使用。其運作流程如下。

步驟一：建立金鑰對

憑證申請者先產生一組金鑰：

• 公開金鑰 $PK$
• 私密金鑰 $SK$

公開金鑰可以提供給他人，私密金鑰則由持有人秘密保管。

步驟二：提出憑證申請

申請者將自己的身分資訊及公開金鑰製作成憑證申請資料，送交 CA。

CA 會依憑證類型進行身分確認，例如：

• 驗證網域控制權。
• 驗證組織名稱。
• 驗證申請者身分。
• 驗證設備或服務的合法性。

步驟三：CA 簽發憑證

CA 確認申請者身分後，將申請者資料與公開金鑰放入憑證，再使用 CA 私密金鑰進行數位簽章。

步驟四：使用者驗證憑證

接收者取得憑證後，使用 CA 的公開金鑰驗證 CA 簽章：

$$H(\text{Certificate Information}) \stackrel{?}{=} \operatorname{Verify}_{PK_{CA}}(\sigma)$$

若驗證成功，代表：

1. 憑證確實由該 CA 簽發。
2. 憑證內容未被竄改。
3. 憑證中的公開金鑰可被信任為屬於該身分。

實際驗證時，還必須檢查：

• 憑證是否已過期。
• 網域名稱是否符合。
• 憑證用途是否正確。
• 憑證鏈是否可追溯至受信任的根 CA。
• 憑證是否被撤銷。

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4. 憑證在網路安全上的主要應用

（1）伺服器身分驗證

在 HTTPS/TLS 中，網站將伺服器憑證傳給瀏覽器。瀏覽器驗證憑證後，確認所連線的伺服器確實是指定網站，而不是冒充網站。

（2）建立加密通道

TLS 會利用伺服器憑證取得伺服器公開金鑰，再透過金鑰交換程序建立工作階段金鑰。後續資料通常使用對稱式加密，以兼顧效率與安全性。

因此，憑證主要負責：

• 確認對方身分。
• 協助建立安全金鑰交換。

真正大量加密網路資料的，通常是 TLS 建立後的對稱式工作階段金鑰。

（3）數位簽章與訊息完整性

簽署者可使用私密金鑰對文件雜湊值進行簽章，接收者再以憑證中的公開金鑰驗證簽章。

數位簽章可提供：

• 身分認證。
• 訊息完整性。
• 不可否認性。

（4）用戶端憑證驗證

除了伺服器憑證外，也可以使用用戶端憑證驗證使用者或設備身分，形成雙向 TLS（mutual TLS）。

（5）電子郵件與程式碼簽章

憑證也可用於：

• S/MIME 電子郵件加密與簽章。
• 軟體、驅動程式及更新檔的程式碼簽章。
• 企業內部設備及服務的身分驗證。

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5. 憑證驗證的限制

數位憑證只能證明「公開金鑰與某一身分的關聯」，不能單獨保證：

• 網站內容一定沒有惡意程式。
• 憑證持有人一定值得信任。
• 私密金鑰未曾外洩。
• 使用者連線行為一定安全。

若私密金鑰遭竊，攻擊者可能冒用該身分。因此必須搭配私密金鑰保護、憑證撤銷、金鑰更新及安全稽核。

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（二）FIDO 技術

1. FIDO 的定義與功用

FIDO 是 Fast IDentity Online 的縮寫，是一套用於強化線上身分驗證的標準與技術架構，目標是減少或取代容易遭竊、重複使用及遭釣魚的傳統密碼。

FIDO 的核心概念是：

使用者裝置產生一組與特定服務綁定的非對稱金鑰對，私密金鑰留在裝置內，伺服器只保存公開金鑰。

FIDO 可透過下列方式完成使用者驗證：

• 指紋。
• 臉部辨識。
• 裝置 PIN。
• 安全金鑰。
• 手機或電腦的內建驗證器。