混合加密之美与力：打开盒子！

混合加密之美与力：打开盒子就行！

Box 加密方法非常漂亮，它利用了公钥密码学和对称密钥的力量。有了它，Bob 使用 Alice 的公钥向她发送一条加密消息，然后她使用她的私钥解密它。然后，Bob 可以使用他的私钥对消息进行签名，并且 Alice 可以使用他的公钥证明这是 Bob 发送的。 基本上，它使用混合加密，对称密钥对消息进行加密，然后使用 Alice 的公钥对其进行加密。 然后她用她的私钥解密这个，并且可以解密密文：

在实践中，例如使用 Nacl Box [ 这里]，我们可以使用 X25519 进行密钥交换，Ed25519 进行数字签名，XSalsa20/Poly1305 进行对称密钥加密。

Philip Zimmermann

1991 年 6 月，Philip Zimmermann 创建了 PGP 的第一个版本 (v1.0) [ 这里]：

在 GDPR 时代，Phil 能够清楚地看到未来：

PGP 使人们能够将他们的隐私掌握在自己手中。人们对它的社会需求日益增长。这就是我编写它的原因。

Phil Zimmerman 是第一批用他的 PGP 软件对抗国防机构的人之一，该软件于 1991 年发布，允许用户发送加密和经过身份验证的电子邮件。因此，美国海关总署对违反《武器出口管制法》的行为提起了刑事调查，其中加密软件被视为军需品。 最终，指控被撤销。

为什么社区不推动更好的标准呢？ 难道是因为现状对于许多公司来说是一个舒适的地方，他们可以窥探员工的电子邮件吗？

Hal Finney（可悲的是已经去世）也是 Phil Zimmerman 之后 PGP 公司的第二位受聘开发人员，他曾说过他喜欢这项技术，因为它保护了个人隐私权。 他一直待在那里直到 2011 年退休。

Hal 完全被密码学的魔力所吸引，他的网页宣布：

这些天，我的大部分空闲时间和精力都投入到我的密码学活动中。 过去，我曾积极参与 Cypherpunks 邮件列表。 Cypherpunks Archives 似乎经常以可疑的速度倒闭； 我想那里有太多“先烧后读”的东西。

对于 PGP：

我是 PGP 2.0 版本的原始程序员之一，直接与该程序的作者 Philip Zimmermann 合作。 今天，我在 Network Associates 工作，为 PGP 的商业版本开发加密库。

2007 年，它朝着 RFC 4880 成为标准迈出了一步 [这里]——请注意 Hal Finney 的名字在作者列表中：

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PGP 是如何工作的？

使用 PGP，我们不使用公钥加密来加密数据； 为此，对称密钥效率更高。 为此，Bob 获取消息的哈希值，然后使用他的私钥对其进行签名。 接下来，他获取消息和签名，然后创建一个新的对称密钥 (K)。 然后使用它来加密数据和签名。 接下来，他获取 Alice 的公钥并加密 K。然后，可以将此加密密钥添加到加密消息中：

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要解密，Alice 获取加密密钥并使用她的私钥对其进行解密。 然后她可以解密消息并显示签名。 她现在可以阅读信息了。 为了检查是否是 Bob 发送的消息，她使用 Bob 的公钥检查消息的签名，如果签名检查通过，她就知道是 Bob 发送的消息，并且该消息没有被更改：

实用 PGP

因此，让我们发送一条 “So did NSA put a backdoor?” 的消息，我们将使用密码 “qwerty” 和 256 位 AES。 使用 PGP，我们可以编码为 armor 文件格式，并且可以轻松地集成到电子邮件消息中：

要生成密钥对，我们使用：

> gpg --keygen

然后我们可以使用 GPG 为电子邮件生成密码消息。 首先，我们创建消息：

> type 1.txt
So did NSA put a backdoor?

接下来，我们创建一个包含加密消息的 amour 文件：

> gpg -c -a 1.txt

然后我们可以列出加密文件：

> type 1.txt.asc
-----BEGIN PGP MESSAGE-----
Version: GnuPG v2jA0EBwMCz1yj3ME13Nae0lQBp7yb3F1PpsC6J0Qe/3UXsh0P4HIxKzslPdXROGrh
VtpKmtVUiLhEFFpHzdgEaFwCLBM/EP86dN7YVJBztoP/trM+Ib5j4buNv+EdGCra
X5YPeJc=
=BAb2
-----END PGP MESSAGE-----

这是粘贴到电子邮件中的消息。 最后，我们使用给定的密码解密：

> pgp -d 1.txt.asc
So did NSA put a backdoor?

Box

Box 包的工作方式与 PGP 电子邮件类似，Bob 生成一个对称密钥并使用 XSala20 加密方法来加密消息。 然后 Bob 获取此消息的哈希值，并使用他的私钥对其进行加密，并将其包含在加密消息中。 然后 Bob 使用 Alice 的公钥加密 XSala20 密钥。 然后他将加密的消息发送给她，她将使用她的私钥解密用于加密消息的密钥。 然后她可以阅读消息。 现在查看检查签名。 为此，她获取 Bob 的公钥，然后解密哈希值。 如果她可以解密它，她会将哈希值与她获得的哈希值进行比较，如果它们相同，她就知道是 Bob 发送的消息，并且该消息没有更改：

Zig Box 包支持使用 Curve25519、XSalsa20 和 Poly1305 加密和验证短消息。 在这种情况下，我们为 Bob 和 Alice 生成一个公钥和私钥。 公钥显示为公钥点的 x 坐标。

以下代码是使用 Zig Version 0.15.1 编译的 [ 这里]。 使用 ZIg，我们可以使用 Box [ 这里]：

const std = @import("std");
const nacl = @import("std").crypto.nacl;
const crypto = @import("std").crypto;

pub fn main() !void {
    var gpa = std.heap.GeneralPurposeAllocator(.{}){};
    defer _ = gpa.deinit();
    const allocator = gpa.allocator();
    var stdout_buffer: [4096]u8 = undefined;
    var stdout_writer = std.fs.File.stdout().writer(&stdout_buffer);
    const stdout = &stdout_writer.interface;
    // Get the command-line arguments  // 获取命令行参数
    var message: []const u8 = undefined;
    const args = try std.process.argsAlloc(std.heap.page_allocator);
    defer std.process.argsFree(std.heap.page_allocator, args);
    // Check if there are any arguments  // 检查是否有任何参数
    if (args.len > 1) {
        message = args[1];
    }\
    const BobKeyPair = nacl.Box.KeyPair.generate();
    const AliceKeyPair = nacl.Box.KeyPair.generate();

    var salt: [24]u8 = undefined;
    crypto.random.bytes(&salt);

    const ciphertext_size = message.len + @as(usize, nacl.Box.tag_length);
    const ciphertext = try allocator.alloc(u8, ciphertext_size);
    defer allocator.free(ciphertext);

    const plaintext = try allocator.alloc(u8, message.len);
    defer allocator.free(plaintext);

    try nacl.Box.seal(ciphertext, message, salt, BobKeyPair.public_key, AliceKeyPair.secret_key);
    try nacl.Box.open(plaintext, ciphertext, salt, AliceKeyPair.public_key, BobKeyPair.secret_key);

    try stdout.print("== Box encryption Message: {s} \n", .{message});
    try stdout.print("== Box encryption Salt: {x} \n", .{salt});
    try stdout.print("\nBob Secret Key: {x} \n", .{BobKeyPair.secret_key});
    try stdout.print("Bob Public Key: {x}\n", .{BobKeyPair.public_key});
    try stdout.print("\nAlice Secret Key: {x} \n", .{AliceKeyPair.secret_key});
    try stdout.print("Alice Public Key: {x}\n", .{AliceKeyPair.public_key});
    try stdout.print("\nCiphertext passed to Alice (using Alice's public key): {x}\n", .{ciphertext});
    try stdout.print("\nPlaintext recovered by Alice (with her private key): {s}\n", .{plaintext});
    try stdout.flush();
}

运行一个示例，消息为 “Hello” [ 这里]：

== Box encryption Message: Hello
== Box encryption Salt: 727fd19d5dc52fde91455dd04548248203662b96ce74d448

Bob Secret Key: 8250dc0253528e54cba3165a30ab97179a0015eb7f9666dba8fe502ba59f6df4
Bob Public Key: 7c05bc279978aefcd790b732da1732fd50ffc57271ada9b9d46cc8b628796d72

Alice Secret Key: fc91050aadbf5c06161c1e1f7e19f82baab020e4fd39831fed800f4166f40297
Alice Public Key: 1691366d7096e294c1ce07f79f1ff427bad81651d2890c64c1fab3bc69e96d59

Ciphertext passed to Alice (using Alice's public key): 5c3130fc4b00dc1f2284f8d7400abb07ec0a884955
Plaintext recovered by Alice (with her private key): Hello

结论

电子邮件已经存在了几十年，它仍然是网络安全的第一大威胁。 我们收到的大部分内容都是不受信任和未签名的，并且无法判断电子邮件是否已被阅读或是否已被更改。

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• 原文链接： medium.com/asecuritysite...
• 登链社区 AI 助手，为大家转译优秀英文文章，如有翻译不通的地方，还请包涵～