简单密码：写给程序员的密码学入门（一：引言）

很久没有更新博客了，今天打算开一个大新坑。
我注意到很多程序员，开发者，甚至是一些信息安全从业者，密码学这块…缺了一些认识。

所以网络上面也流传了很多误解。比如

• TLS，很多人认为是用RSA加密的。
• base64, md5加密。
• TLS无用。
• 自己开发自己的密码，黑客破不了。

如果以上说法，你没看出有什么问题，那么这篇文章就是给你写的。

唉，难道简中网络上就没有好的密码学资料吗？有是有的。但是似乎都有一定的阅读门槛，对自学的人并不友好。

所以我打算开一个坑，尽量用简单的话说明白：
“我们在某个场景中遇到了什么问题，所以我们需要什么”的这种思路。尽可能往原理上讲。
恩…当然我尽量不搬出公式，不会有证明，s盒之类的出现。

这篇文章这是第五个版本了，万事开头难。再来一遍吧。

一： 密码学解决了什么

恩，密码学在解决什么？加密？破解密码？实际上远远不止这些。

比如你有没有想过，

• 我能不能用一个同名的WIFI钓鱼，骗到别人连接WIFI时的密码？
• 我怎么确定这个消息就是这个人发的？会不会有人假扮？
• 比如，TLS在握手之前，双方还没加密的时候，是怎么把密码安全地“发给”对方的？

其实密码学都有对应“工具”可以解决。接下来我会介绍这些工具。

想一个具体的场景。A想发信息给B。通信只能经过邮差E，没有别的渠道。
但是邮差E你信不过啊。怎么办呢？
A把消息对称加密，但是B没有密码。直接发密码那不可能的。
A用非对称加密，然后消息签名。可以吗？不可以。B还不知道你的公钥。
使用DH进行密钥交换可以吗？不可以。因为E可能会截取你们的通信，和你们两个人都进行DH密钥交换。
这里就不得不引入PKI，一个可信任的第三方。他可以是CA，也可以是公钥保存服务器。

这个例子我会放在未来的TLS再说一遍。

在下一个章节我们会讲最重要的工具之一，哈希（Hash）

下面是两个枯燥的原则，之前版本里写的舍不得删，就先放到这里了。
不想看就跳过吧。

二：不要用自己发明的密码算法

不要手贱，OK? 如果你是一个开发者，可能处境比较尴尬：你的产品对于客户端是透明的。任何人都可以试图逆向你的产品从而看到加密算法。即便你可以通过混淆，加壳之类的手段反制。

但是我见过的自己开发的密码都不怎么高明。

你能看到的很多程序员自己做的加密大多数就是：字符转Ascii，加减乘除，取余，base64，xor，这五种处理的排列组合。呃，还用在Android APP和Javascript里。这些都是利用编码和凯撒位移，仿射密码的算法，这些方法可能对于一个信息安全新手来说都是可以轻松解决的，甚至整个过程可能都不需要看源码。

现代密码算法已经是一门学科，有无数学者在发明并且试图破解。
所以，请你相信现代的密码学加密算法。用成熟的工具，用别人已经在代码里实现的工具。

三：柯克霍夫原则

你可能听过Enigma密码机。二战期间这是德国的军用密码机。这套机器一被俘获后，经过分析，盟军掌握了破解德军通信的能力。德军就算换密码也没用。而再开发一个新的密码机并量产下发这套密码系统成本巨大。

简单地说，柯克霍夫原则就是：
一个密码系统的安全性不应该依赖于算法的保密性，而应依赖于密钥的保密性。

现在，你密码泄漏以后你会更换密码，而不是发明新的密码算法一样。通过保密密码系统是不可靠的。
这套原则也引出一个方法论，开放式安全：
公开密码算法，全世界都可以用，全世界也都在审计，找问题。这样尽可能迫使不安全的算法被淘汰，不断对抗，算法向着更安全的方向进步。而我们只需要保护好密钥就OK。

目前我们的那些常见算法比如AES之类的，可以说几乎是牢不可破了，你应该信任这些算法。
（不排除NSA有什么黑科技，参见曾经DES和差分分析）