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加密类型详解

相同的数据可以由同时起作用的多种加密类型来保护,每种类型都解决不同的问题:

  • 谁持有密钥?
  • 哪种算法对数据进行扰乱?
  • 它在哪个层级受到保护?

了解其中的区别有助于您就如何分享数据、将数据存储在何处以及信任哪些服务来处理数据做出更明智的选择。

各种加密类型之间的关联

加密类型解决不同的问题。 有些描述谁可以访问您的数据(保护模型)。 另一些则描述数学原理如何运作(算法)。 单个已加密连接通常同时涉及多种类型。

谁持有密钥?

保护模型

端到端加密、零访问加密、全盘加密

数学结构是怎样的?

密钥结构

对称加密与非对称加密

哪种算法对数据进行扰乱?

加密标准

AES、ChaCha20、RSA、ECC、同态、DES、后量子算法

谁可以审查代码?

透明度模型

开源加密

例如,Proton Mail 消息对消息内容使用通过 AES(对称算法)实现的端到端加密(保护模型),并使用椭圆曲线密码学(非对称算法)进行密钥交换——所有这些都采用开放源码并经过独立审计的代码。

对称加密与非对称加密

这两种方法描述了加密密钥如何工作的基本结构。 大多数现代加密同时使用两者:非对称加密用于安全地交换密钥,对称加密用于加密数据本身。

对称加密

对称加密使用单个密钥来加密和解密数据。 它速度快且效率高,非常适合处理大量信息。 然而,在各方之间安全地分享此密钥可能具有挑战性,并带来潜在的安全风险。

非对称加密

非对称加密依赖两个密钥:用于加密数据的公钥和用于解密数据的私钥。 由于私钥保持保密且绝不被分享,这种方法为通信提供了更强的安全性。 权衡之处在于,与对称加密相比,它速度较慢且需要更多的计算资源。

保护模型

端到端加密

端到端加密(E2EE)可确保数据在发件人的设备上加密,且仅在收件人的设备上解密。 其间的任何人都无法读取它,即使是服务提供商也不行。

采用标准加密(大多数电子邮件和云服务使用的类型)时,您的数据在传输过程中处于已加密状态,但在重新加密以供存储之前会在提供商的服务器上解密。 提供商持有密钥,这意味着它可以访问您的数据,任何入侵该提供商的人也是如此。

E2EE 消除了这种情况。 提供商从不持有解密密钥,因此不存在可移交、泄露或传唤获取的内容。 这是可用于通信和共享数据的最强保护模型。

保护模型

零访问加密

零访问加密意味着服务提供商在任何情况下都无法访问您的数据,即使数据存储在其服务器上也是如此。 这是适用于静态数据的标准。

端到端加密保护传输中的数据,即在发件人和收件人之间移动的数据。 零访问加密将这种保护扩展到了存储空间。 即使是您不与任何人分享的数据(草稿电子邮件、便签、已保存的文件),也会使用只有您持有的密钥进行加密。

在您长期向提供商存储数据的情况下,零访问最为重要,例如电子邮件存档、云文件或日历事件。 如果没有它,提供商发生数据泄露、收到政府命令或出现内部违规员工,都可能会暴露您已存储的所有内容。

保护模型

全盘加密

全盘加密对设备上存储的所有内容进行物理加密,包括操作系统、应用和文件,因此在没有正确凭证的情况下数据是不可读的。 如果设备丢失、被盗或被扣押,在没有身份验证的情况下内容仍将无法访问。

它是笔记本电脑、智能手机和外部驱动器的标准保护层。 大多数现代操作系统默认启用它——macOS 上的 FileVault、Windows 上的 BitLocker 以及 iOS 和 Android 上的内置加密。

透明度模型

开源加密

开源加密意味着实现加密的代码公开可用,任何人都可以对其进行检查、审计和验证。 这就是在大规模范围内建立对加密的信任的方式。

一项服务可以声称使用了强加密,但如果没有开源代码,您就无法验证这一声明是否属实、实现是否正确,或者是否存在后门

开源代码由全球的安全研究人员、学者和其他开发人员进行审查,这使得缺陷更有可能被发现和修复。 每个人都能从全球安全社区的审查中受益。

有哪些不同的加密算法?

加密算法是将可读数据扰乱为不可读密文的具体数学方法。 它们定义了加密在底层是如何运作的。

AES(高级加密标准)

全球部署最广泛的对称加密算法,受到全球政府、银行和注重安全组织的信任。

了解 AES 的工作原理、密钥大小的含义,以及为什么 AES-256 被认为是无法破解的。

ChaCha20

一种现代流密码,专为移动和低功耗设备上的速度而设计——无需专门的硬件。

了解为什么 ChaCha20 能与 AES 媲美,以及为什么浏览器和 VPN 越来越倾向于使用它。

RSA(Rivest–Shamir–Adleman)

最早实用的非对称加密算法之一,广泛用于电子邮件、HTTPS 和安全通信中的密钥交换和数字签名。

RSA 的安全性依赖于大质数分解的难度——但随着计算机变得越来越快,所需的密钥大小也随之增长,使得 RSA 比 ECC 等现代替代方案更慢。

ECC(椭圆曲线密码学)

ECC 使用小得多的密钥即可实现与 RSA 相同的安全性,从而大幅加快加密和解密速度——节省计算能力、内存和电池寿命。

它已迅速成为现代应用和加密电子邮件的标准。 了解为什么椭圆曲线正在取代 RSA,以及 Proton Mail 如何成为首批支持它的加密电子邮件提供商之一。


同态加密

一种允许直接对已加密数据执行计算而无需先进行解密的加密形式。 解密后的结果与对原始数据执行相同操作所产生的结果一致。

这可以让敏感数据在诸如云服务器等不受信任的环境中进行处理,而不会以可读形式暴露。 同态加密计算量巨大,主要用于研究或早期部署场景。

DES(数据加密标准)

曾定义现代对称加密的算法,直到研究人员将其破解。 事实证明,对于随后的计算能力而言,56 位密钥太短了,DES 于 2005 年正式退役。 它的局限性直接影响了包括 AES 在内的后继者的设计。

后量子密码学

后量子密码学是新一代算法,旨在抵御量子计算机的攻击——这些机器可以攻破保护当今大多数互联网的公钥密码学。

它既解决了未来的威胁,也应对了眼前的威胁:对手现在就已经在收集已加密数据,等待足够强大的量子计算机来对其进行解密。

Proton 如何使用不同的加密类型

所有 Proton 应用均已开源,并通过不同的加密模式保护您的数据:

我们的邮件应用会对从一个 Proton Mail 用户发送给另一个用户的电子邮件进行端到端加密。

通过受密码保护的电子邮件功能,可以为从 Proton Mail 发送给非用户的电子邮件启用 E2EE。

Proton Mail 中的所有消息都采用零访问加密进行存储。

Proton Calendar 使用 OpenPGP 标准和 ECC,通过端到端加密保护您的事件和联系人,即使在进行预约安排时也是如此。

当您邀请某人参加事件,或者有人与您预约时,他们的信息都会被加密,从而使任何人都无法识别他们的身份。

使用 Proton VPN,所有互联网流量均使用 ChaCha20 或 AES-256 这两种安全算法进行加密。

此外,Proton VPN 仅使用支持完全正向保密的密码和协议;即使未来的 VPN 会话遭到泄露,您过去的会话也依然安全。

得益于我们采用 OpenPGP 标准和 ECC 的 E2EE,未经许可,任何人都无法访问您的 Proton Drive 文件。

这也延伸到了文件共享功能,因此您可以轻松地分享 Proton Drive 中的照片、文件夹和其他资产,同时享有隐私并安心无忧。

在我们安全的密码管理器中,您的所有用户名和密码均采用 E2EE 进行加密。 

通过 256-bit AES-GCM 加密,所有已存储的项目都保存在使用随机生成的 32 字节密钥加密的保险库中,无法被暴力破解,从而确保您的所有凭证安全无虞。

Proton Meet 使用始终开启的 E2EE 来保护您的通话,确保只有参与者才能访问音频、视频、聊天和屏幕共享。

使用消息层安全(MLS)协议,所有数据在发送前都会在您的设备上进行加密,并且加密密钥会随着参与者的加入或离开而更新,从而为群组通话提供前向保密和强大的保护。

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Proton 从诞生之初就致力于保护您的数据。 凭借强大的加密、开源应用和独立审计,您的信息始终属于您自己。

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