2019年06月04日
加密正迅速成為開(kāi)發(fā)人員的首選解決方案，無(wú)論你遇到什么樣的數(shù)據(jù)隱私或安全性方面的問(wèn)題。你是否害怕將信用卡信息填入網(wǎng)絡(luò)表單?別擔(dān)心。我們正在使用加密。你不確定網(wǎng)站是否真實(shí)可靠?不怕，加密能幫到你。好消息是，加密算法在某些時(shí)候確實(shí)有效。數(shù)學(xué)提供了保護(hù)措施，使人們免遭竊聽(tīng)，數(shù)學(xué)還建立了信任的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
但是所有的看似靈丹妙藥的方法都有其局限性，人們無(wú)法確定這些局限體現(xiàn)在哪里，這就是加密的棘手之處。數(shù)學(xué)令人望而生畏，我們只有目瞪口呆的份兒。加密所涉及的計(jì)算過(guò)于復(fù)雜，復(fù)雜得令人毫無(wú)頭緒，只好相信這一切管用。
最后，我們用加密所能做的最好的事情就是管理預(yù)期目標(biāo)并形成一定的認(rèn)知。我們不能沒(méi)有加密，但我們不能假定這就像開(kāi)燈熄燈那樣容易或可靠。
因此，當(dāng)你尋找解決信息架構(gòu)中棘手問(wèn)題的解決方案時(shí)，請(qǐng)記住12個(gè)涉及到加密的不可告人的秘密。
1. 我們并不懂加密
加密的大部分功能都依賴于這樣一個(gè)事實(shí)，即我們對(duì)逆轉(zhuǎn)加密所涉及的數(shù)學(xué)知之甚少。我們知道如何計(jì)算函數(shù)，但不知道如何對(duì)其進(jìn)行逆向計(jì)算。我們可以不斷地對(duì)大數(shù)進(jìn)行乘法運(yùn)算，但無(wú)法計(jì)算對(duì)數(shù)。換句話說(shuō)，我們只知道這是不可逆的。當(dāng)一群聰明人都無(wú)法弄清楚如何做逆向計(jì)算時(shí)，那真的是沒(méi)戲了，只能束手無(wú)策并接受各種算法。我們最大的能耐也不過(guò)如此。最常見(jiàn)的加密算法之所以得到部署，是基于這樣一個(gè)事實(shí)，即還沒(méi)有人公然想出任何攻擊方法。
2. 別把估算太當(dāng)一回事
有些數(shù)學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了用來(lái)攻擊知名加密函數(shù)的基本算法，但是這些算法太慢了，無(wú)法用真實(shí)密鑰破解加密。算法僅適用于較小的數(shù)字，問(wèn)題越復(fù)雜，算法越慢。這一切令人瞠目結(jié)舌的估算結(jié)果都是由算法得出來(lái)的，即要花費(fèi)天文數(shù)字般漫長(zhǎng)的時(shí)間才能破解。這聽(tīng)起來(lái)令人放心，但這就好比一個(gè)高爾夫球新手說(shuō)要練習(xí)天文數(shù)字般漫長(zhǎng)的時(shí)間才有可能一桿進(jìn)洞。對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)也許是這樣，但對(duì)經(jīng)常一桿進(jìn)洞的職業(yè)選手來(lái)說(shuō)則不然。在加密領(lǐng)域，我們不過(guò)都是些胡亂估算的新手。
3. 證明并不能以偏概全
有些及其敬業(yè)的科學(xué)家和數(shù)學(xué)家都在努力為自己的算法提供“證明”。這些經(jīng)過(guò)嚴(yán)格審查的一系列邏輯步驟有助于我們了解加密算法的強(qiáng)度，但這與數(shù)據(jù)的安全保障無(wú)關(guān)。證明只能揭示一部分洞見(jiàn)，總有一些未知事物隱藏在暗處。在大多數(shù)情況下(一次性密碼本除外)，證明并不能涵蓋一切，而是依賴于一些假設(shè)，即某些問(wèn)題到底有多困難。這在過(guò)去可能是成立的，但不能為未來(lái)打包票。
4. 我們無(wú)法衡量強(qiáng)度
安全技術(shù)銷售團(tuán)隊(duì)喜歡兜售“銀行級(jí)”這樣的術(shù)語(yǔ)，或摻入1024位這樣的數(shù)字，但實(shí)際情況是，我們沒(méi)有計(jì)算算法強(qiáng)度的好辦法，只能靠猜。2048位加密的強(qiáng)度是1024位的兩倍嗎?或者兩者的差別十分巨大?
研究才剛剛觸及皮毛。有些攻擊僅對(duì)一小部分報(bào)文(message)有效，攻擊機(jī)會(huì)非常渺茫。另一些攻擊則敞開(kāi)了一切可能性。我們可以研究這些攻擊在實(shí)驗(yàn)室中是如何工作的，但很難推而廣之研究它們是如何對(duì)數(shù)據(jù)產(chǎn)生威脅的。
5. 計(jì)算的未來(lái)是一個(gè)謎
沒(méi)有人知道量子計(jì)算機(jī)是否有足夠的力量來(lái)解決重要的問(wèn)題，但我們知道人們正不遺余力地公布這方面的進(jìn)展。我們還知道，如果量子機(jī)器出現(xiàn)，有些加密算法將破解加密。很多加密科學(xué)家正在努力打造能夠抵抗量子計(jì)算機(jī)的新算法，但沒(méi)有人真正知道量子計(jì)算機(jī)的能力有多強(qiáng)大。量子計(jì)算機(jī)是否僅限于已知的算法?或者有人會(huì)找到另一種用量子計(jì)算機(jī)來(lái)破解所有新算法的方法。
6. 加密數(shù)據(jù)并非安全數(shù)據(jù)
有時(shí)，加密十分牢靠。它將數(shù)據(jù)鎖在數(shù)學(xué)保險(xiǎn)庫(kù)中，然后，不知何故，密鑰丟失了。備份加密數(shù)據(jù)很容易，但備份密鑰和密碼卻很難。如果你太謹(jǐn)小慎微，你最終很可能無(wú)法訪問(wèn)數(shù)據(jù)。如果你意外身亡，很可能沒(méi)人能弄清密碼或丟失密鑰是什么。加密數(shù)據(jù)與安全數(shù)據(jù)不是一回事兒。加密數(shù)據(jù)其實(shí)很脆弱。
7. 加密很容易，密鑰管理卻很難
有些加密標(biāo)準(zhǔn)是值得信賴的，因?yàn)樗鼈兪菤v經(jīng)千辛萬(wàn)苦開(kāi)發(fā)出來(lái)的。從開(kāi)源庫(kù)中獲取一個(gè)加密標(biāo)準(zhǔn)并且確信加密是安全，這并不難。
然而，難點(diǎn)就在于，在需要密鑰的人之間分發(fā)密鑰。AES這樣的對(duì)稱加密系統(tǒng)要求密鑰通過(guò)安全通道單獨(dú)傳輸，但如果我們已經(jīng)有安全通道，我們就不需要加密了。如果我們提前規(guī)劃好，我們通?？梢詫⒑线m的密鑰交給合適的人保管。
公鑰系統(tǒng)使人們很容易在沒(méi)有提前會(huì)面的情況下建立安全路徑，但它們也不是沒(méi)有問(wèn)題。你怎么知道你正在對(duì)某個(gè)人使用正確的公鑰?證書頒發(fā)機(jī)構(gòu)是否值得信賴?人們?nèi)孕鑼?duì)系統(tǒng)放膽一試。
8. 支持代碼是很脆弱的
密鑰分發(fā)并不是使加密開(kāi)發(fā)人員噩夢(mèng)連連的唯一方面。算法的很多部分都有可能泄漏信息，有時(shí)是故意泄露的。例如，將隨機(jī)數(shù)與報(bào)文混合是很常見(jiàn)的，但找到這些隨機(jī)數(shù)可能很棘手。有些所謂的隨機(jī)數(shù)生成器是有缺陷的，根本算不上隨機(jī)，而且由于它們是可預(yù)測(cè)的，人們可用其來(lái)猜測(cè)密鑰并破解報(bào)文。光有加密算法是不夠的。
9. 共享硬件是很危險(xiǎn)的
最近，由于云端成本低廉且十分靈活，有越來(lái)越多的代碼在云中運(yùn)行。沒(méi)有人知道與你共享機(jī)器的鄰居在做什么，這就是問(wèn)題所在。有很多漏洞可以讓一個(gè)軟件窺視同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上另一個(gè)軟件所占用的內(nèi)存。操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員試圖阻止這樣的軟件，但新漏洞頻頻出現(xiàn)，如RowHammer等。這就好像云中的機(jī)器會(huì)遭到數(shù)十種可能的攻擊，而我們才剛剛開(kāi)始意識(shí)到問(wèn)題的嚴(yán)重性。
10. 被黑的硬件是很難檢測(cè)到的
你見(jiàn)過(guò)芯片上的晶體管嗎?你確定它們已經(jīng)忠于你，忠于軟件開(kāi)發(fā)人員?有些聰明的黑客對(duì)某一芯片進(jìn)行逆向工程并發(fā)現(xiàn)內(nèi)有乾坤，即里面有一個(gè)由隨機(jī)字節(jié)串觸發(fā)的全能模式(god mode)，非常隱秘且沒(méi)有任何記錄。到底是誰(shuí)將這個(gè)模式植入芯片的?并沒(méi)有人出來(lái)邀功領(lǐng)賞。
11. 數(shù)字簽名不過(guò)是轉(zhuǎn)移責(zé)任
一些最好的數(shù)字簽名算法，其背后的數(shù)學(xué)具有欺騙性并使人放松警惕。只有私鑰的所有者才能執(zhí)行產(chǎn)生合法數(shù)字簽名的計(jì)算。這聽(tīng)起來(lái)比手寫簽名要可信得多，因?yàn)檫B小學(xué)生都可以在不合格的試卷上偽造父母的簽名。
但真的是這樣嗎?私鑰不受人們的約束。數(shù)字簽名只能由有權(quán)使用私鑰的人生成。這個(gè)人可能是合法的所有者，或可能是某個(gè)黑入計(jì)算機(jī)或直接偷窺密碼或植入鍵盤記錄器或發(fā)現(xiàn)了獲取密鑰的方法的人。如果你的密鑰保存在計(jì)算機(jī)里，而且你的計(jì)算機(jī)接入了網(wǎng)絡(luò)，那么這可能是世界上任何一個(gè)同樣接入了網(wǎng)絡(luò)的人。
科學(xué)家正在努力打造安全的硬件和強(qiáng)大的解決方案，但他們充其量也只是使攻擊者沒(méi)那么容易發(fā)動(dòng)攻擊。但即使是普普通通的弱點(diǎn)也能輕松地顛覆精妙絕倫的數(shù)學(xué)。
12. 有人保持沉默
有些數(shù)學(xué)家和密碼學(xué)專家喜歡公開(kāi)談?wù)摷用芗夹g(shù)。而另一些數(shù)學(xué)家和密碼學(xué)專家則沉默不語(yǔ)。我們甚至不知道究竟有多少人對(duì)此保持沉默。
社會(huì)掌握了那么多代碼和密碼方面的知識(shí)，這簡(jiǎn)直是一個(gè)奇跡。但是，我們使用加密技術(shù)的次數(shù)越多，對(duì)所有弱點(diǎn)保持沉默的動(dòng)機(jī)就越大。當(dāng)白花花的銀子和真正的秘密流經(jīng)由加密武裝的互聯(lián)網(wǎng)管道時(shí)，掌握任何一個(gè)漏洞都價(jià)值連城。換句話說(shuō)，我們使用加密越頻繁，秘密就越深藏不露，越不可告人。
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