信息图：加密如何塑造历史，并将定义未来

撰写者

Barbara Selinger

审核者

Brendan Horan

最后更新于

2024年3月15日

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Brendan Horan

最后更新

2024年3月15日

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从古代斯巴达到量子计算时代，加密的艺术在历史中编织出一条错综复杂的线索，塑造了我们保护个人数据和通信的方式。

在枪矛与盾牌的时代，斯巴达战士利用一种简单却巧妙的方法斯卡特勒scytale来编码他们的信息。快转到今天，我们身处一个数字互联的世界，受到VPN的保护现代安全数字通信的守护者。VPN下载让你能够加密传输到和从设备的数据，混淆它，使其不被任何非预定接收者所读取。

不过，前方有一项新挑战即将来临：量子计算。凭借著前所未有的计算能力，量子机器威胁到我们当前的加密方法，令其易于破解。开发量子加密技术成为一项关键防御，以应对这一新兴威胁。

让我们一起穿越时光，揭开加密的历史，展望即将重新定义我们保护数据方式的量子抗性安全的令人兴奋的未来。

什么是加密，为什么我们需要它？

加密在我们的数字世界中是一项重要的保护措施。它涉及将数据转换成代码，以防止未经授权的访问。曾经仅限于军事和政府使用的做法，如今已演变为线上安全的常用工具保护个人信息和维护隐私权。

加密是网络安全的基石。通过将数据转换为无法阅读的格式，它阻止了试图拦截敏感信息的网络罪犯。

加密还确保数据的保密性，例如医疗保健中的病人记录、电子商务中的金融交易和网上银行的详细信息。除个人保护外，加密在保护国家利益方面也至关重要。它保护机密信息，确保关键通信的安全，在历史上一直是安全措施的基石。

加密有多安全？例如，ExpressVPN使用AES256，这是由美国政府采用并被世界各地的安全专家信任以保护机密信息的加密标准。它使用256位的加密密钥来将您的明文或数据转换为密文。对于256位密钥空间的暴力破解攻击几乎是不可行的，即使是世界上最强大的超级计算机也无法在宇宙存在的时间内进行数十亿次的尝试。

但这是现代数字加密技术。让我们从斯巴达和古罗马早期的起步谈起，直至它在两次世界大战中的关键作用，追溯加密技术的历程：

加密面临的五大威胁

尽管加密长期以来一直是抵御侵犯、通信拦截和数据泄露的有效防御措施，但技术进步带来了一系列新挑战：

1 量子计算

量子计算的兴起对加密来说是一把双刃剑。一方面，它提供了更强大的加密密钥，抵御最强的超级计算机；另一方面，它也威胁到常用加密方法的完整性，如RSA，加密算法可能在不久的将来会被量子计算机破解。

2 密钥安全

加密密钥是现代加密的基础。如果攻击者能够获取加密密钥，他们就可以解密数据。因此，确保加密密钥的安全至关重要。然而，加密密钥可以通过社会工程攻击、数据泄漏和恶意软件感染等多种方式受到侵害。

3 区块链和货币安全

区块链技术越来越多地用于保护数据和交易，但区块链并非没有其脆弱性。例如，如果攻击者能够控制区块链网络大多数节点，他们可能会执行“51攻击”，从而反转或修改交易。区块链钱包也常被黑客针对，因为它们可能包含大量加密货币。

4 执法压力

加密使得执法部门调查犯罪变得更加困难。罪犯与我们一样使用端到端的加密聊天应用，这些通信显然会成为解决犯罪的重要证据和线索。因此，出现了对加密后门的呼吁，这将允许执法人员在不知道嫌疑人知情或同意的情况下访问加密数据。然而，许多人认为，带有后门的技术本质上不再是端到端加密，这将对隐私倡导造成重大的损失。

5 人为因素

人为错误是对加密最大的威胁之一。例如，员工可能不小心暴露加密密钥，或者他们可能被诱骗点击恶意链接，安装可以窃取加密密钥的恶意软件。

加密的未来：在量子时代保护我们的数据

加密技术的演变见证了我们保护数字数据的决心。然而，在一个越来越依赖技术的世界中，保护我们的敏感信息从未如此重要。

面对上述先进威胁及其他重大挑战，数字安全的新时代正在出现。专家们正迎接这些挑战，创造性地加强我们的数字生活。这些包括：

后量子加密

量子计算将彻底改变加密技术。与依赖于复杂数学问题的传统方法不同，量子计算提出了全新的挑战。其巨大的计算能力威胁能迅速解决在经典计算机上无法解决的数学难题。

量子加密是一种开创性的方法，它利用量子粒子的独特性质进行安全通信。这一理念的转变抛弃了传统的数学算法，为信息的编码和解码提供了一个无法破解的基础。企业和政府都在大力投资于研究和开发，以发掘量子和后量子加密的全部潜力。

ExpressVPN在这一领域走在前列，是第一批实施先进的后量子保护的VPN之一。我们的后量子安全建设基于wolfSSL与Open Quantum Safe团队的liboqs一个开源量子安全加密算法库的集成。该加密依赖于美国国家标准与技术研究院NIST批准的Kyber算法，确保对量子计算威胁的坚实防护。这一最尖端的保护可通过最新版本的ExpressVPN应用程序适用于Android、iOS、Linux、Mac和Windows提供给用户。

“后量子算法仍相对较新且战斗验证较少，”ExpressVPN首席工程官Peter Membrey解释说。“通过将传统加密的责任留给现有的成熟标准，我们可以确保后量子算法的任何不可预见的问题不会影响更广泛的加密基础设施的安全性和完整性进而保护用户的安全。”

区块链

区块链最初与加密货币同义，但如今它已成熟为一个具有多重应用的强大平台，包括加密。其去中心化的特性和加密功能使其成为防篡改和未经授权进入的强大防御。

智能合约，作为区块链生态系统中的一项关键创新，能够提供自动化的安全层。这些自执行的合约直接强制执行协议的条款，无需中介。

同态加密

同态加密在数据安全上是一项革命性的技术。与传统加密需要解密才能进行计算不同，它允许你直接对加密数据进行操作。这一突破使得在保持底层信息私密的同时执行安全计算成为可能。

随著行业面临对安全云服务和数据分析日益增长的需求，同态加密变得越来越重要。通过允许对加密数据进行计算，它在数据隐私和实用性之间取得平衡。它有潜力改变医疗保健到金融等各个领域。

常见问题：关于加密

加密是一个将可读的数据明文转换为不可读格式密文的过程，这一过程使用数学算法和加密密钥。这确保只有授权方可以访问和理解该信息。

主要有两种加密类型：

加密在现代在线活动中是必不可少的从保护在线交易到保护数据和敏感通信。

WhatsApp采用端到端加密来保护用户的交谈。这一高级安全措施基于由Open Whisper Systems开发的Signal协议。

每个用户都配备有私钥和公钥，这是这一加密方法的基本组成部分。当用户启动应用时，私钥会自动生成并存储在应用的数据库中。同时，公钥也会随著消息传送给预定的接收者。

公钥的作用是加密消息在传输过程中的内容。一旦接收者收到消息，他们便可使用自己的私钥进行解密。由于两个私钥都保留在使用者的设备上，第三方未经授权访问敏感数据的情况得到了有效防范排除某些错误。这一强大加密确保只有预设的接收者能够阅读消息。

是的，量子计算机有潜力破解当前经常使用的许多加密算法。这是因为量子计算机可以比经典计算机更快地执行某些类型的数学计算。例如，Shor算法可用于更快地将大数拆分为其质因数，这比任何已知的经典算法都要快。这将用于破解RSA加密，这是用于安全通信和数据存储的广泛使用的加密算法。

但重要的是，量子计算机仍处于早期开发阶段，目前尚不清楚它们何时会强大到足以破解现有的加密算法。预测各不相同，但一些专家认为，在未来10到20年内，量子计算机会对现有的加密构成严重威胁。

在此期间，机构和个人可以采取多种措施来保护自己免受量子计算机破解加密的威胁。一个选项是使用后量子加密，这是一种旨在抵御量子攻击的加密类型。另一个选项是使用量子密钥分发QKD，这是一种在抵御经典和量子攻击的情况下安全分发加密密钥的方法。

HTTPS使用传输层安全TLS加密来保护数据传输。TLS是一种提供计算机网络安全通信的加密协议。它是安全套接字层SSL协议的继任者。

TLS使用对称和非对称加密的组合来保护数据。对称加密使用相同的密钥来加密和解密数据，而非对称加密使用两个不同的密钥，即公钥和私钥。公钥用于加密数据，私钥用于解密。

要建立HTTPS连接，客户端和服务器首先使用非对称加密协商会话密钥。一旦确定会话密钥，客户端和服务器之间传输的所有数据均使用对称加密进行加密。

TLS还提供身份验证，允许客户端验证服务器的身份。这是通过受信任的证书颁发机构签发的数字证书来完成的。

当前最好的加密算法是AES256。它是一种对称加密算法，被认为在今天的标准下是不可破解的。它被政府、军事机构以及像ExpressVPN这样的高品质VPN提供商广泛用于保护敏感数据。AES256使用256位密钥，这意味著有2256或11 x 1077种可能的组合。这是一个真正巨大的数字，即便是最强大的计算机也需要数十亿年才能破解AES256的加密。

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什么是VPN？

Barbara Selinger

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