Cryptography

SSH提供了很多种不同的身份验证，其中最常用的两种便是密码验证和基于公钥/私钥的身份验证。

基于公钥/私钥的身份验证有非常多的优点。

首先，公钥/私钥可以从根本上挫败监听来截取验证信息的企图。

很多事情都有Do’s and Don’ts，这里试着整理一下与安全有关的。

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安全不能建立在"别人不知道"的基础上

“别人不知道"是一种非常常见的安全 假象，举例来说，一种自己设计的山寨加密算法、一个系统中一般人不知道的位置等等，都属于这一类。

将安全建立在"别人不知道"的基础上是非常危险的。首先它会给设计者和用户带来"安全"的幻像，这会直接导致与系统交互的人放松警惕；其次，这样的设计往往留有"后门”，甚至是设计者不知道的后门（因为往往他们并不对这类设计进行充分的、专业的审计），容易被攻击者利用；最后，这种做法存在第三方泄密问题，即，使用这种系统的人，需要提防设计系统的人被其他人买通并泄漏一些秘密的情况。

延缓攻击的手段不能用来阻挡攻击

有许多延缓攻击的手段，例如改变服务的端口（比较常见的如将 ssh 改为 tcp/22 以外的端口），或禁止服务程序显示自己的版本等等，或仅仅简单地启用防火墙，这些手段起到的作用只是延缓攻击，而不应作为一种安全屏障。对于多层次式的安全设计来说，采取这些措施有助于提高检测到入侵的机会，但是它们本身并不会提高安全性。

与前一种情况类似，这种做法也只是让管理员放松警惕。例如以 ssh 为例，有人认为将端口改为一个非知名端口可以避免相关的攻击，但事实是，攻击者依然可以利用 ssh 实现或协议设计中存在的一些漏洞来攻破系统。拥有特定资源的攻击者甚至不需要直接对目标系统实施攻击。在较复杂的攻击手段中，包括简单的 port knocking 一类的保护手法，都可以使用类似分组重放这样的方法来逐步攻破。

采用层次式的安全设计

所谓层次式的安全设计，说的是在一套安全系统中包含不同层次的、存在层次式监控关系的安全结构。例如，将本地包含执行文件的那些文件系统通过一定的方式导出给监控网段的机器，就可以让那些机器在攻击者不知情，或至少不太容易注意到的情况下对入侵进行检测；通过将一些重要日志发到以不同的访问控制机制，甚至不同网络协议的记录设备上，则可以有效地检测入侵者的入侵行为，并为日后的分析留下更多的有用信息。

层次式安全在现实中也有应用。例如产品的质检，除了制造商自己进行的质量控制之外，有时分销商或政府也会进行一些抽样的检查。我们注意到，这些设计中的一个重要的特点是在不同的系统中使用不同的访问控制逻辑。例如，日志服务器必须从特定的客户端，甚至只能从某些隔离的内网登录。此时，延缓攻击的手段可以作为它的一项辅助设施，即其目的并不是阻止攻击，而是吸引攻击者在攻击目标上花费更多的时间，从而帮助入侵检测机制更容易地检测这些攻击。

不要轻信任何东西，包括X.509证书

安全系统的设计者必须对安全有全面的理解和认知。有一句很著名的话叫做 In God we trust, all others must submit an X.509 Certificate，需要注意的是，这里说的是 must submit，并没有说 submit 了就可以 trust 了。

和前面所说的层次式安全设计类似，我们的一个基本假定应该是，一个安全系统中的任何参与者，无论是用户还是计算机或程序，都是可能存在弱点的。安全系统，或用户，都不应轻信任何东西，例如，在特权隔离 (Privilege Separation) 这样一种设计中，特权进程除了完成那个非特权的子进程的请求之外，还有一个任务是维护一个"理性状态机"（Sanity DFA），这个状态机的作用是检测非特权进程的异常状况，如果发生这样的情况，则特权进程有拒绝提供服务，并杀掉非特权进程的责任。作为用户，对于系统给出的响应，除了验证对方的证书之外，也应有常识性的了解和适当的判断。

📜 历史文件已不具备现实意义

本文中的原则尽管依然成立，但采用的具体算法可坑已经过时或即将过时。

口令是许多系统中用于判断用户身份的重要手段。当然，使用口令作为身份验证方法是很不靠谱的（例如，许多用户会使用弱口令，或者在多个系统中使用同样的口令，以及它存在对称失密问题，等等），不过因为口令便于携带（相对于私钥）和实现，因此仍然被广泛使用。

验证用户口令有很多种不同的方法。最原始的方法，就是将用户输入的口令与我们保存的口令相比较，如果相同，就认为是验证通过。但是这样一来，我们就必须保存用户的口令，而保存用户的口令会导致很多问题，例如，假如系统用于保存口令的数据库被攻陷，直接泄露用户的明文口令肯定不是一件好事。

于是，我们可以对前面的方法进行改进，即，只保存用户口令的散列（hash）字符串，而不是口令的明文。散列算法是一种单向的计算，即散列函数 H 对明文信息 p 计算出的结果 h：

说明：这篇文章希望能够以比较通俗的方式介绍一下相关的概念。

端到端加密，通常是指两个通信实体之间在会话通道基础上进行的、由两个实体之间协商的密文会话。端到端加密的好处是能够减少会话通道本身的泄密或其他问题导致两个通信实体之间的通讯遭到第三方破译，并避免通讯的对方对通讯内容抵赖（即，不承认通讯内容来自自己）。相对而言，端到端加密的实施成本要比单独架设一条物理的通讯线路要便宜许多，因此有时它也用于架设这类通讯线路。端到端加密本身不能阻止由于使用的会话通道本身的丢包导致的干扰。然而，由于端到端加密可以工作在较高的抽象层次上，它可以使用多个实际的会话通道而提高抗干扰能力。

通常我们会希望在一个安全系统中设置多个层次的安全设施，或者说类似"洋葱"的模型，例如，在系统中，将所有与安全有关的信息记录日志并放到不可擦除的介质上、对连接进行加密，和对发送的消息进行加密，这几种方法分别考虑的是不同级别的信息安全，而这些方法可以在同一个安全系统中作为其不同的保护层次来使用。在这一类模型中，我们不仅视阻止入侵为目标，同时也将检测入侵做为目标，或者换言之，每攻破系统中的一个层次，入侵者都需要付出额外的努力，并冒更大的被发现的风险才能达到这样的目标。

以邮件系统为例，传统的电子邮件系统是完全不使用任何加密或签名的手段的。拥有接入层控制权的网络管理员，可以轻易地通过在网络上监听数据包来获知用户与自己所使用的邮件服务器之间交换的邮件内容。随后，当邮件到达了邮件服务器时，邮件服务器管理员也可以很容易地知道邮件内容；在邮件服务器将邮件传送到互联网上的另一台邮件服务器时，问题就更多了，每一跳路由，以及它们所经过的所有网络都可以被监听，并将邮件内容泄漏出去；最后，在另一台服务器和收件人之间，也有和发件人这一边一样的风险。

在Internet上传输电子邮件的过程，由于其经过的环节众多，并且几乎完全不受收发邮件的双方控制，因此很容易导致一些敏感信息的泄露。针对这种问题，人们设计出了一种叫做Transport Layer Security（TLS，用于替代SSL）的密码学协议来实现服务器之间，以及客户端到服务器的端到端安全。简而言之，这套协议首先使用公钥加密算法在通讯双方之间协商一个会话密钥，并用这个密钥完成之后的通讯加密/解密。公钥加密算法是一种加密和解密时使用不同密钥的加密算法，以对方公开密钥加密的数据，只能以（不公开的）解密密钥解密，而从公开密钥或已知明文、密文推算出解密密钥的代价非常大，因此它能够确保数据只能被"正确的"那个接收方解密。

许多新的笔记本计算机系统配备了基于指纹的身份识别系统。与通常人们的认知不同，这类系统的安全性往往仅仅与使用口令相当，甚至要比基于口令的身份认证系统来的更差；这类系统的价值在于，它们简化了用户的身份验证过程，而不是其改善了系统的安全性。

在不太远的过去，我曾经一度错误地认为保存一大堆MD5串对应的密码，由于所需存储极其昂贵，因而是不现实的，然而事情并不总是这样，计算技术的发展已经超越了我们的想象，今天听jh说，现在已经有达人提供MD5破解服务了。

备份在最近成为了一件越来越让人头疼的事情。我过去采取的做法是把数据刻录成光盘，寄给若干个分布在不同地区的几个朋友，但这种做法正在变得越来越不现实，因为数据的产生速度变得越来越快，而整理和加密其中需要保密的部分所需的时间也越来越长。

今天突然想起来了，简单地说，算法不能确保安全。打个比方，你可能买了一把很好的锁，可惜你的门是玻璃的，甚至还有一个没有上锁的后门，那么，这把很好的锁有什么用呢？

写了两个小程序，分别实现了RSA和Caesar(rot13)算法。感觉自己写命令行程序UI的能力下降了：（

前几天 hzqbbc 兄 [blog]在blog上留言中提及此事，正好就这个话题说两句。

通常我们在设计安全系统的时候，会希望在满足功能的前提下为每个用户授予最少的权限。对一个数据元而言，假如我们限定允许的权限包含：写、读(获取其内容)、验证(判断给定值是否有很大概率与其相等)、判断其是否存在、完全没有这5类时，通常我们会发现，比较靠前的权限会包含(或暗含)靠后的权限，或者说，靠前的授权要比靠后的授权来的大。(注意，此处我们并不考虑拥有写权限，而没有读权限这种情形，这种授权通常见于文件系统)。