實際上PGP的功能還不止上面說的:;PGP可以用來加密文件,還可以用PGP代替UUencode;生成;RADIX;64;格式(就是MIME;的;BASE;64格式)的編碼文件。
PGP;的創始人是美國的;Phil;Zimmermann。他的創造性在於他把RSA公匙體系的方便和傳統加密體系的高速度結合起來,並且在數字簽名和密匙認證管理機制上有巧妙的設計。因此PGP成為幾乎最流行的公匙加密軟件包。
PGP是壹種供大眾使用的加密軟件。加密是為了安全,私密權是壹種基本人權。在現代社會裏,電子郵件和網絡上的文件傳輸已經成為生活的壹部分。郵件的安全問題就日益突出了,大家都知道在Internet上傳輸的數據是不加密的。如果妳自己不保護自己的信息,第三者就會輕易獲得妳的隱秘。;還有壹個問題就是信息認證,如何讓收信人確信郵件沒有被第三者篡改,就需要數字簽名技術。RSA公匙體系的特點使它非常適合用來滿足上述兩個要求:
保密性(Privacy)和認證性(Authentication)。
RSA(Rivest-Shamir-Adleman)算法是壹種基於大數不可能質因數分解假設的公匙體系。簡單地說就是找兩個很大的質數,壹個公開給世界,壹個不告訴任何人。壹個稱為“公匙”,另壹個叫“私匙”(Public;key;&;Secretkey;or;Private;key)。這兩個密匙是互補的,就是說用公匙加密的密文可以用私匙解密,反過來也壹樣。假設甲要寄信給乙,他們互相知道對方的公匙。甲就用乙的公匙加密郵件寄出,乙收到後就可以用自己的私匙解密出甲的原文。由於沒別人知道乙的私匙所以即使是甲本人也無法解密那封信,這就解決了信件保密的問題。另壹方面由於每個人都知道乙的公匙,他們都可以給乙發信,那麽乙就無法確信是不是甲的來信。認證的問題就出現了,這時候數字簽名就有用了。
在說明數字簽名前先要解釋壹下什麽是“郵件文摘”(message;digest),單地講就是對壹封郵件用某種算法算出壹個能體現這封郵件“精華”的數來,壹旦郵件有任何改變這個數都會變化,那麽這個數加上作者的名字(實際上在作者的密匙裏)還有日期等等,就可以作為壹個簽名了。確切地說PGP是用壹個128位的二進制數作為“郵件文摘”的,用來產生它的算法叫MD5(message;digest;5),MD5的提出者是Ron;Rivest,PGP中使用的代碼是由Colin;Plumb編寫的,MD5本身是公用軟件。所以PGP的法律條款中沒有提到它。MD5是壹種單向散列算法,它不像CRC校驗碼,很難找到壹份替代的郵件而與原件具有壹樣的“精華”。
回到數字簽名上來,甲用自己的私匙將上述的128位的“精華”加密,附加在郵件上,再用乙的公匙將整個郵件加密。這樣這份密文被乙收到以後,乙用自己的私匙將郵件解密,得到甲的原文和簽名,乙的PGP也從原文計算出壹個128位的 “精華”來再用甲的公匙解密簽名得到的數比較,如果符合就說明這份郵件確實是甲寄來的。這樣兩個要求都得到了滿足。
PGP還可以只簽名而不加密,這適用於公開發表聲明時,聲明人為了證實自己的身份(在網絡上只能如此了),可以用自己的私匙簽名。這樣就可以讓收件人能確認發信人的身份,也可以防止發信人抵賴自己的聲明。這壹點在商業領域有很大的應用前途,它可以防止發信人抵賴和信件被途中篡改。
那麽為什麽說PGP用的是RSA和傳統加密的雜合算法呢?因為RSA算法計算量極大在速度上不適合加密大量數據,所以PGP實際上用來加密的不是RSA本身,而是采用了壹種叫IDEA的傳統加密算法。我先解釋壹下什麽叫傳統加密,簡單地說就是用壹個密匙加密明文,然後用同樣的密匙解密。這種方法的代表是DES(US;Fed eral;DataEncryption;Standard),也就是乘法加密,它的主要缺點就是密匙的傳遞渠道解決不了安全性問題,不適合網絡環境郵件加密需要。
2009-1-20 23:37 回復
意大利
lvchenyang_
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IDEA;是壹個有專利的算法,專利持有者是ETH和壹個瑞士公司:Ascom-Tech;AG。
非商業用途的IDEA實現不用向他們交納費用。IDEA的加(解)密速度比RSA快得多,所以實際上PGP是用壹個隨機生成密匙(每次加密不同)用IDEA算法對明文加密,然後用RSA算法對該密匙加密。這樣收件人同樣是用RSA解密出這個隨機密匙,再用IDEA解密郵件本身。這樣的鏈式加密就做到了既有RSA體系的保密性,又有IDEA算法的快捷性。PGP的創意有壹半就在這壹點上了,為什麽RSA體系70年代就提出來,壹直沒有推廣應用呢?速度太慢!那麽PGP創意的另壹半在哪兒呢?下面我再談PGP的密匙管理。
壹個成熟的加密體系必然要有壹個成熟的密匙管理機制配套。公匙體制的提出就是為了解決傳統加密體系的密匙分配難保密的缺點。比如網絡hacker們常用的手段之壹就是“監聽”,如果密匙是通過網絡傳送就太危險了。舉個例子:NovellNetware;的老版本中,用戶的密碼是以明文在線路中傳輸的,這樣監聽者輕易就獲得了他人的密碼。當然;Netware;4.1;中數據包頭的用戶密碼現在是加密的了。對PGP來說公匙本來就要公開,就沒有防監聽的問題。但公匙的發布中仍然存在安全性問題,例如公匙的被篡改(Public;Key;Tampering),這可能是公匙密碼體系中最大的漏洞,因為大多數新手不能很快發現這壹點。妳必須確信妳拿到的公匙屬於它看上去屬於的那個人。為了把這個問題說清楚,我舉個例子,然後再說如何正確地用PGP堵住這個漏洞。
以妳和Alice的通信為例,假設妳想給Alice發封信,那妳必須有Alice的公匙,妳從BBS上下載了Alice的公匙,並用它加密了信件用BBS的Email功能發給了Alice。不幸地,妳和Alice都不知道,另壹個用戶叫Charlie的用戶潛入BBS,把他自己用Alice的名字生成的密匙對中的公匙替換了Alice的公匙。那妳用來發信的公匙就不是Alice的而是Charlie的,壹切看來都很正常,因為妳拿到的公匙的用戶名是“Alice”。於是Charlie就可以用他手中的私匙來解密妳給Alice的信,甚至他還可以用Alice真正的公匙來轉發妳給Alice的信,這樣誰都不會起疑心,他如果想改動妳給Alice的信也沒問題。更有甚者,他還可以偽造Alice的簽名給妳或
其他人發信,因為妳們手中的公匙是偽造的,妳們會以為真是Alice的來信。
防止這種情況出現的最好辦法是避免讓任何其他人有機會篡改公匙,比如直接從Alice手中得到她的公匙,然而當她在千裏之外或無法見到時,這是很困難的。PGP發展了壹種公匙介紹機制來解決這個問題。舉例來說:如果妳和Alice有壹個***同的朋友David,而David知道他手中的Alice的公匙是正確的(關於如何認證公匙,PGP還有壹種方法,後面會談到,這裏假設David已經和Alice認證過她的公匙)。這樣David可以用他自己的私匙在Alice的公匙上簽名(就是用上面講的簽名方法),表示他擔保這個公匙屬於Alice。當然妳需要用David的公匙來校驗他給妳的Alice的公匙,同樣David也可以向Alice認證妳的公匙,這樣David就成為妳和Alice之間的“介紹人”。這樣Alice或David就可以放心地把David簽過字的Alice的公匙上載到BBS上讓妳去拿,沒人可能去篡改它而不被妳發現,即使是BBS的管理員。 這就是從公***渠道傳遞公匙的安全手段。
有人會問:那妳怎麽安全地得到David的公匙呢,這不是個先有雞還是先有蛋的問題嗎?確實有可能妳拿到的David的公匙也是假的,但這就要求這個搗蛋者參與這整個過程,他必須對妳們三人都很熟悉,還要策劃很久,這壹般不可能。當然,PGP對這種可能也有預防的建議,那就是由壹個大家普遍信任的人或機構擔當這個角色。他被稱為“密匙侍者”或“認證權威”,每個由他簽字的公匙都被認為是真的,這樣大家只要有壹份他的公匙就行了,認證這個人的公匙是方便的,因為他廣泛提供這個服務,假冒他的公匙是很極困難的,因為他的公匙流傳廣泛。 這樣的“權威”適合由非個人控制組織或政府機構充當,現在已經有等級認證制度的機構存在。
2009-1-20 23:37 回復
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lvchenyang_
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對於那些非常分散的人們,PGP更贊成使用私人方式的密匙轉介方式,因為這樣有機的非官方更能反映出人們自然的社會交往,而且人們也能自由地選擇信任的人來介紹。總之和不認識的人們見面壹樣。每個公匙有至少壹個“用戶名”(User;ID),請盡量用自己的全名,最好再加上本人的Email地址,以免混淆。
註意!妳所必須遵循的壹條規則是:在妳使用任何壹個公匙之前,壹定要首先認證它!!!無論妳受到什麽誘惑,當然會有這種誘惑,妳都不要,絕對不要, 直接信任壹個從公***渠道(由其是那些看起來保密的)得來的公匙,記得要用熟人介紹的公匙,或者自己與對方親自認證。同樣妳也不要隨便為別人簽字認證他們的公匙,就和妳在現實生活中壹樣,家裏的房門鑰匙妳是只會交給信任的人的。
下面,我講講如何通過電話認證密匙。每個密匙有它們自己的標識(keyID),keyID是壹個八位十六進制數,兩個密匙具有相同keyID的可能性是幾十億分之壹,
而且PGP還提供了壹種更可靠的標識密匙的方法:“密匙指紋”(key"s;fingerprint)。每個密匙對應壹串數字(十六個八位十六進制數),這個數字重復的可能就更微乎其微了。而且任何人無法指定生成壹個具有某個指紋的密匙,密匙是隨機生成的,從指紋也無法反推出密匙來。這樣妳拿到某人的公匙後就可以和他在電話上核對這個指紋,從而認證他的公匙。如果妳無法和Alice通電話的話,妳可以和David通電話認證David的公匙,從而通過David認證了Alice的公匙,這就是直接認證和間接介紹的結合。
這樣又引出壹種方法,就是把具不同人簽名的自己的公匙收集在壹起,發送到公***場合,這樣可以希望大部分人至少認識其中壹個人,從而間接認證了妳的公匙。同樣妳簽了朋友的公匙後應該寄回給他,這樣就可以讓他可以通過妳被妳其他朋友認證。有點意思吧,和現實社會中人們的交往壹樣。PGP會自動為妳找出妳拿到的公匙中有哪些是妳的朋友介紹來的,那些是妳朋友的朋友介紹來的,哪些則是朋友的朋友的朋友介紹的……它會幫妳把它們分為不同的信任級別,讓妳參考決定對它們的信任程度。妳可以指定某人有幾層轉介公匙的能力,這種能力是隨著認證的傳遞而遞減的。
轉介認證機制具有傳遞性,這是個有趣的問題。PGP的作者Phil;Zimmermann。
有句話:;“;信賴不具有傳遞性;我有個我相信決不撒謊的朋友。可是他是個認定總統不撒謊的傻瓜,可很顯然我並不認為總統決不撒謊。”
關於公匙的安全性問題是PGP安全的核心,我在這裏就不細說了。和傳統單密匙體系壹樣,私匙的保密也是決定性的。相對公匙而言,私匙不存在被篡改的問題,但存在泄露的問題。RSA的私匙是很長的壹個數字,用戶不可能將它記住,PGP的辦法是讓用戶為隨機生成的RSA私匙指定壹個口令(pass;phase)。只有通過給出口令才能將私匙釋放出來使用,用口令加密私匙的方法保密程度和PGP本身是壹樣的。所以私匙的安全性問題實際上首先是對用戶口令的保密。當然私匙文件本身失密也很危險,因為破譯者所需要的只是用窮舉法試探出妳的口令了,雖說很困難但畢竟是損失了壹層安全性。在這裏只用簡單地記住壹點,要像任何隱私壹樣保藏妳的私匙,不要讓任何人有機會接觸到它。
PGP在安全性問題上的精心考慮體現在PGP的各個環節。比如每次加密的實際密匙是個隨機數,大家都知道計算機是無法產生真正的隨機數的。PGP程序對隨機數的產生是很審慎的,關鍵的隨機數像RSA密匙的產生是從用戶瞧鍵盤的時間間隔上取得隨機數種子的。對於磁盤上的;randseed.bin;文件是采用和郵件同樣強度的加密的。這有效地防止了他人從妳的randseed.bin文件中分析出妳的加密實際密匙的規律來。
在這裏我提壹下PGP的加密前預壓縮處理,PGP內核使用PKZIP算法來壓縮加密前的明文。壹方面對電子郵件而言,壓縮後加密再經過7bits編碼密文有可能比明文更短,這就節省了網絡傳輸的時間。另壹方面,明文經過壓縮,實際上相當於經過壹次變換,信息更加雜亂無章,對明文攻擊的抵禦能力更強。PGP中使用的PKZIP算法是經過原作者同意的。PKZIP算法是壹個公認的壓縮率和壓縮速度都相當
好的壓縮算法。在PGP中使用的是PKZIP;2.0版本兼容的算法。
好了,關於PGP安全性的問題我會在《PGP的安全性》壹文中專門介紹。我上面講了這麽多只是為了讓大家知道PGP會是非常安全的,只要妳自己遵循正確的使用方法。關於PGP的安裝和使用請參考《PGP;2.6.3i的安裝與使用》壹文。如果在看英文文檔時有些不太明白的詞匯,請試試能不能從《PGP名詞解釋》壹文中找到線索。PGP;2.6.3i是我推薦大家使用的PGP版本,有關這個版本的詳細問題請參見《PGPi;問答集》壹文。
在今天的Internet上隨處可見用PGP簽名的文章,PGP的版本也在飛快地更新,據說PGP;3.0;再有幾個月就要推出了。世界上越來越多的人們在使用PGP,我們中國人也應該重視保護自己合法的私密權。我翻譯整理這幾篇文章就是為了在國內宣傳推廣PGP的使用。盡管它還是個新生事物,可是我們要看到在網際空間(CyberSpace)中它肯定能迅速成長起來,中國雖然起步晚,但比美國也差不太多,我們應該迎頭趕上。