什麼是加密？全面指南

加密的簡歷：

在網上為公眾加密是相當新的，現在已經相對正常。一開始，數據加密只是一項國家安全措施：保持國家或軍事秘密的安全。 並防止敵人(真實或潛在的)接觸他們。隨著互聯網在1990年代變得更加公開使用的資源，加密的語言和可訪問性都發生了變化。“安全”或“隱私”這兩個詞理所當然地擴展到了一般公眾。但這種隱瞞信息的需要實際上已經相當陳舊。

加密法的古代來源

隱瞞信息的做法可追溯到古老的文明。赫羅多圖斯描述了它是如何在奴隸形狀的縮放中拍攝一個秘密消息的，將它作為頭髮的隱藏起來。這是盜版——隱藏而不是轉換消息。

到公元前700-500時，解密者開始編碼敏感信息，例如軍事通信。早期方法包括簡單的信件替換(A=Z、B=Y)。隨著時間的推移，加密變得更加複雜。納粹德國的 「恩尼格瑪」密碼機 採用了複雜的轉子式密碼系統，而破解這些密碼有助於盟軍贏得第二次世界大戰。

因此，我們可以説，加密的時間與人文語言變成政治的時間一樣長。 並且作為新的語言，繼續變成數字化。

加密為現代安全技術

現代數字和計算加密法是1970年代開發的，主要是通過美國的研究資金和倡議進行的。政府。 RSA（Rivest-Shamir-Adleman）是這項工作的一個結果。這些努力並不完全是保密的，因為這些努力涉及學術研究人員和像IBM這樣根據政府合同工作的科技公司。但結果受到高度的監督，被認為是國家安全的資產。加密技術在美國甚至被歸類為“彈藥”或武器。在冷戰期間限制和起訴其出口的法律。

加密為公共隱私資源

美國通過法院案件、積極活動和基層技術方面的努力。加密法放鬆，允許加密消息在全球傳播——導致數字隱私。

到2010年代，大多數網絡服務都採用了AES或類似的協議，從而為瀏覽、電子郵件和在線購買設置了默認加密。

今天，爭取安全、無後門加密的鬥爭仍在繼續。但首先讓我們探索加密是如何運作的。

什麼是加密？

加密 是對數據的轉換，除非使用加密密鑰解鎖它所必需的數據外，它是不可讀的。首先想到它是將你的敏感信息放在一個無法穿透的房間裡，如果沒有一個只有你擁有的特殊密鑰，就無法訪問。然後，“加密”意味著蓋章、保護或保密。但你的數據不是被一個保護人身的房間所包圍，而是變成數字碼。

加密過程

加密使您的數據從 “cleartext” (原始和可讀，或“清楚”) 變成**“密碼”** (不可讀，隱藏在“密碼”或拼圖下)。特殊算法轉換你數據中的每個字母或值，以便即使有人截獲它，它也是不可辨認的。我們將討論的現代加密算法包括AES、RSA、ECC(Elliptic Curve Cryptography)。

加密密鑰強度

加密的強度取決於加密密鑰的數長度(或位數)：密鑰越長， 崩潰越難。 2001年，AES被定為敏感和一般用途的128位加密，並且與256位位密鑰兼容。 AES加密實際上使原先的 56 位 DES (Data 加密標準) 過時。

對於高級安全而言，現在有256位加密是基準，甚至更高的比特被用於敏感情況。要了解諸如256位加密的強度，請注意大約有10^77位可能的數字組合和密鑰。

基本加密類型

主要的加密形式是按信任方如何共享密鑰和種類來區分的。在目前的實踐中，下列加密形式常常被合併成混合加密協議。

對稱加密

對稱加密 使用相同的共享密鑰來加密和解密數據包。因此，發件人和收件人都必須擁有鑰匙或事先分享鑰匙，以便分別加密和解密電文。 AES 是主要的對稱標準，將數據加密到固定尺寸的128位的箱子。

由於相稱性加密效率要高得多，因此對大量的數據尤其有用，例如保護數據庫儲存。然而，對稱加密的一個問題是，密鑰必須安全地在多個當事方之間共享，這就造成了不加密的安全風險。這是不對稱加密步驟。

非對稱加密

不對稱加密或公用鑰匙加密使用兩個鏈接的密鑰：一個用於加密的公鑰和一個用於解密的私鑰。這些密鑰通過大型素材數學上的連接，確保一個加密的數據只能與另一個加密。公鑰可以免費共享，允許任何人加密只有收件人私鑰才能解密的消息。

橢圓曲線加密 (ECC)

ECC (Elliptic Curypve Cryptography) 是一種快速增長的基於有限字段上橢圓曲線的非對稱加密形式。它使用複雜的數學問題生成公用鑰匙和私人鑰匙，通過最少的計算努力提供強大的安全性。 256位 ECC 鍵值等於一個 3072 位 RSA 鍵值，從而為 SSL/TLS 證書、 blockchain、 WireGuard和移動安全提供了最佳的 ECC 鍵值。

新的加密形式

新的加密方法也正在出現。 WireGuard, 例如使用 ChaCha20 是一個快速、安全的流密鑰，可以按位加密數據。通常與Poly1305配對，用於鑑定，Cha20-Poly1305高效，抵制網絡攻擊。

在線通信混合加密

加密還可以採用混合和多層形式，以更好地保護過境數據。正如我們所看到的，對稱加密很快，但本身並不提供一個安全的加密方式來分享密鑰。公用鑰匙加密提供瞭解決這個問題的方法。混合模型(包括ECC)將不同級別的對稱和不對稱加密協議結合起來，以提供關鍵安全和加密優化。

請參閲 Nym 的指南，進一步了解 VPN 的加密協定。

因特網安全協議

最廣泛的混合加密形式實際上正是現在網絡流量安全的協議：原始的 SSL (Secure Socket Layer) 。 TLS (Transport Layer Security) 在SSL上構建和改進，HTTPS在TLS/SSL上層的位置。

SSL/TLS是首先建立加密連接的過程。這從您的瀏覽器和網絡服務開始。 驗證後者的 TLS/SSL 證書以及通過信任的證書(CA) 授權的有效性，以確保它是真正的服務器。然後安全地交換對稱加密密鑰以加密和解密您的數據。

多層加密

通常，用户數據被加密一次，因為它既有足夠的安全性又快捷。然而，有一些方法可以多次加密數據。與 VPN 連接可能會導致您的數據被加密兩次：第一次通過HTTPS 連接到目的地。 還有另一次通過 VPN 隧道。這些加密步驟基本上形成圖層，HTTPS是圍繞您的清除文本數據核心的第一層。

其他路由程序有更復雜的佈局設計。 Tor 網絡的 [onion encryption] (/blog/what-is-onion-over-vpn) 是另一個眾所周知的混合加密示例， 添加多層次加密以保護數據包通過其三個服務器(或節點)路由網絡的路徑。 Sphinx 是專門為 mixnet中的匿名通信設計的，就像是為NymVPN提供動力的。

速度優化

加密過程越健全，問題就越遲。更長的密鑰、多級密鑰交換、多級加密層以及多節點解密和路由：所有這些都增加了計算時間。但這無疑增加了安全。

最終，網上安全和隱私總是涉及速度和性能的交易。所以，在選擇加密協議或基於一個 VPN 的服務時。 重要的是要考慮正在使用什麼加密算法和路由協議。

斷開加密技術

是否可能破壞加密安全？原則上，是肯定的。然而，實際上目前不可能“打破”現代加密標準。這樣做將需要大量的計算資源，而目前還不知道這種資源是存在的。唯一的關切是這些計算機權力何時才能實際可行。不管怎樣，讓我們斷開可能這樣做的手段。

密鑰獲取

折衷加密的最直接方式——即非法訪問加密數據——是獲取加密/解密密鑰。這可以通過若干方式實現。

• 用户錯誤: 由於管理不善,例如重複使用或不安全分享,私鑰經常會被曝光。如同密碼，如果讓步，它們可以被利用。
• 網絡攻擊： 黑客通過網絡釣魚、中間人間攻擊或數據庫破壞獲取鑰匙。釣魚用户透露憑據，而攻擊者可能會攔截密鑰交換或不安全地訪問存儲的純鑰。
• 社會工程： 心理戰術，如長矛釣魚或保釋將用户引誘到分享鑰匙。例如，假的IT電子郵件可能錯誤地聲稱存在安全違規現象，操縱用户洩露加密密鑰。

即使其中任何一次襲擊都是成功的，這些方法本身也不會在技術上打破或斷裂加密。 而是利用人的脆弱性獲得鑰匙。

蠻力攻擊

Brute強制攻擊 通過試用和錯誤系統地猜測加密密鑰。然而，隨著關鍵長度的增加，各種可能的結合成倍增加，使這些攻擊變得不切實際。

雖然56位加密在小時內中斷並已停止，但128位加密仍未完成。高級密鑰如256位加密使得野蠻武力攻擊幾乎不可能，需要不現實的時間和計算能力。

加密分析

只要有守則，就會發生破壞守則的企圖。 Cryptanalysis，可追溯到古代時代，通過減少可能的代碼和分析頻率模式，檢查語言模式以粉碎密碼.

隨著數字加密，這種情況要複雜得多。現代的加密分析尋找密碼文本 的模式，以縮小密鑰的可能性，但當前的技術基本上仍然不切實際。

側翼攻擊

子頻道攻擊 並不針對加密本身，而是分析從加密過程中洩漏的數據，例如計算機電源使用和時間。此 metadata 可以用來更準確地識別正在使用的加密算法類型和密鑰的參數。但同樣現代的128位和256位加密算法仍然幾乎不可能破裂，即使已知算法。

數量計算

定量計算將來會帶來加密的風險，能夠同時處理多個計算方法。這些超級計算機雖然基本上是理論性的，但在粗暴的武力攻擊和加密分析中可能會超過傳統系統。雖然其確切影響仍然是推測性的，但這種威脅推動了耐量加密法的發展，以加強對可能的量解密的加密。

隱私加密限制

現代的加密方法幾乎無法滲透，這意味著您的在線流量和通信內容，如果從端到端加密，應當是安全的。然而，數據加密本身是一種必要但不夠充分的保護。

即使使用我們數據加密的內容，也有許多代理和AI驅動系統在線跟蹤我們並收集我們的元數據, 或者我們所做一切的加密流量的相關數據。

元數據滲漏率

即使消息被加密，流量元數據也非常透徹。可以讀取的數據，例如IP地址、設備類型、位置、收件人的IP和活動時間戳仍然可以洩漏。雖然這並不直接暴露個人詳細信息，但它可以鏈接到ISP或集中VPN的記錄。更常見的是，第三方分析它以推斷行為模式和用户利益。

流量分析

流量分析 編譯了連接頻率、瀏覽習慣、興趣和政治傾向，建立了一個龐大的個人數據庫。即使消息或交易是加密的，AI驅動的跟蹤仍然可以分析和推斷用户的行為和興趣，往往是在未經同意的情況下進行的。

五. 結論

現代加密對於在線安全至關重要，但對於真正的隱私是不夠的。由於數據追蹤和監測範圍很廣，需要更多的隱私工具。

傳統的虛擬網絡往往將用户元數據集中起來，使其容易受到違反和監視。分散的 VPN 像 NymVPN 通過阻止日誌保存和使用多節點路由來加強對流量分析的保護來消除這些風險。

更多在 VPNs 中加密的信息，請查看 Nym 的 [Wirex 和 OpenVPN] (/blog/wireguard-vs-openvpn) 協議。