密钥怎么读新华字典

密码和密钥是一种东西吗?他们之间的差别在哪里?隐私保护方案中,密钥的角色是否可以被替代?密钥在使用过程中存在哪些风险?

这里,我们将以密码学中的密码为起点,展开一系列对密码学算法核心组件的技术剖析。密码和密钥在密码学算法中有着至关重要的地位,了解密码和密钥的作用,有助于理解基于密码学的隐私保护方案是否具备有效性。密码和密钥对于用户而言,则是最终达成隐私数据『始于人、利于人、忠于人』隐私保护效果的无上法器。

密码学是在编码与破译的斗争实践中逐步发展起来的,并随着先进科学技术的应用,已成为一门综合性的尖端技术科学。它与语言学、数学、电子学、声学、信息论、计算机科学等有着广泛而密切的联系。它的现实研究成果,特别是各国政府现用的密码编制及破译手段都具有高度的机密性。

最初密码学研究主要集中在“如何在攻击者存在的环境中隐秘地传输信息 ”,是一个研究编制密码和破译密码的技术科学。因为其最重要研究目标之一是保密,实现敏感信息的秘密编码,而且研究密码变化的客观规律,应用于编制密码以保守通信秘密的,称为编码学;应用于破译密码以获取通信情报的,称为破译学。所以总称密码学。

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密码学中的密码,和我们日常生活中登录各类信息化系统所使用的密码是两个不同的概念。前者包含了信息加密编码、密文解密解码、数据完整性验证等一系列信息变换过程。而后者更多地是指代密码学信息变换过程中所使用的便于用户记忆的一类密钥,为了以示区别,在下文中称之为用户口令。

在密码学中,密钥的作用与现实生活中的钥匙很相似,只有掌握密钥的用户,才能解密对应的隐私数据,或进行数字签名等相关敏感操作。密码学促进了计算机科学,特别是在于电脑与网络安全所使用的技术,如访问控制与信息的机密性。密码学已被应用在日常生活:包括自动柜员机的芯片卡、电脑使用者存取密码、电子商务等等。

为什么密钥能够有这么神奇的作用,一切要从柯克霍夫原则谈起。柯克霍夫原则是现代密码学算法设计基本原则之一,其核心思想是『密码学算法的安全性,不应该建立在算法设计保密的基础上』。即便算法设计是公开的,只要实际使用的密钥没有被攻击者获知,密码学算法产生的密文信息就不应该被轻易破解。

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人类可用的密钥

一般而言,再精密的隐私保护方案,最终都需要服务于人类用户。由于密码学隐私保护方案的安全性很大程度上取决于密钥的长度和复杂性,这也为人类用户在使用密钥时带来了不小挑战。

目前业界主流推荐的密码学安全强度是256位,即密钥的信息熵至少等价为256比特的随机数。如果我们用常见的字母数字来设定用户所用的密钥,该密钥的长度至少为256/log2(26*2 10) ~= 43个随机字符。

考虑到用户通常为了便于记忆而拼接字典中的单词来构成密钥,此时为了满足密钥信息熵的随机性要求,实际可能需要使用长度更长的密钥。

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相比之下,现有系统对用户口令的长度一般要求在6~20字符之间,对于部分应用4~6位数字用户口令也不少见。所以,这些用户口令的随机性和长度都不足以达到256位安全强度。

如果一个隐私保护方案所使用的密钥只源自用户口令,是无法满足隐私数据的安全性要求的。

然而,普通人类并不具备计算机一般强大的计算和记忆能力,难以记忆和处理过长的密钥。此时,需要借助技术手段来提高人类可用密钥的信息熵,常见的解决方案有以下三类:

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三类解决方案中,平台全权托管的用户体验最好,同时也伴随着最大的隐私风险。混合托管和本地全权托管,在用户体验上差异不大,混合托管相关的隐私风险更低。

需要注意的是,这里存在一个固有的设计取舍,隐私数据的自主权与数据服务的完备性不可兼得。

平台全权托管方案中,用户隐私数据的实际控制权在平台手中,由此平台可以提供诸如用户口令重设、数据恢复等关键数据服务。

然而,在其他托管方案中,用户隐私数据的实际控制权在用户手中,一旦用户遗失密钥或用户口令,则平台无法解密对应的数据,也无法提供口令重设等相关密钥服务。

对于企业而言,具体方案的选择,需要结合用户使用习惯和行业监管要求,建议在平台全权托管和混合托管之间做选择。对于高敏感性隐私数据,酌情选择混合托管,并需要配合密钥恢复方案使用。

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