在无法信任的世界里，如何守住安全

在网络上，消息走过陌生的道路时，你无法知道谁会偷看、篡改或截走它。所以安全要保护的目标有三个。让别人读不到的保密(机密)、让它一路上不被改的完整、需要时随时能用的可用。取首字母，我们叫它 CIA。这三个是要保护的目标，不是保护的方法。手段是另外的。其中一个，是确认对方真的是他声称的那个人，叫认证。就像密码一样，你拿出只有本人知道的东西，证明自己是谁。一句话，安全就是在一个不能信的世界里立起机密、完整、可用这三个目标，再用认证之类的手段去守护它们。不把目标和手段搞混，就是第一步。

安全哈希只朝一个方向把输入变成指纹。从输入到指纹很容易出来，但从指纹回到输入做不到。所以我们不把密码原样存下来，只存它的指纹。就算存储泄露了，里面也只有指纹，原来的密码没法直接知道。登录时，把输入的值再变成指纹，跟存好的指纹比一比是否一样。一样就通过。同样的输入总是出同样的指纹，所以这个比较行得通。这跟我们在 data 里见过的哈希样子相似，但目的不同。data 的哈希是为了快快找到，而这里的安全哈希是为了回不去。单向指纹、只存指纹、用比较确认。这就是用哈希守护的办法。

相同的密码会成为相同的哈希。所以光看存下来的哈希就能知道谁用了相同的密码，还会冒出一种风险：用一张事先写好常见密码及其哈希的表，反着把密码猜出来。防住的办法很简单。给每个人掺一撮不同的随机值，加进密码里再做哈希。这一撮叫做盐。盐不是秘密，它只要每个人不同就行。加了盐，相同的密码也会给出完全不同的哈希。这样一来，事先做好的表就没法一下子对上，存下来的哈希也不再看起来一样了。一句话，相同密码成为相同哈希的陷阱，用每人不同的盐解开，让相同密码也成为不同哈希，这就是加盐。

认证就是证明你就是你。证明的材料大致三种。知道的东西(像密码，在脑子里)，拥有的东西(像手机或钥匙，在手上)，本人的东西(像指纹或脸，长在身上)。只用一种，那一种泄了就完了，但要求两种叠在一起就安全得多。这叫多因素。而且认证不等于授权。认证是确认你是谁，授权则在那之后定你能做什么。就算确认了你是谁，能做的事也另行规定，必要时还能收回。

直接发的消息是明文，所以路上的任何人都能照样读。加密用钥匙把明文锁起来，变成没有意义的乱码(密文)。锁住的文字能看到，却读不出意思。要再读，必须用正确的钥匙解开，错的钥匙打不开。所以加密在两处守住秘密。第一，传输中。在穿过互联网的途中，就算被拦截内容也受保护。第二，存储时。放在设备或服务器上的期间，就算有人偷看也安全。一句话，明文会被看见，加密把它锁上，只有钥匙能解开，于是传输和存储里秘密都守得住。怎么安全地分发那把钥匙，下一课接着讲。

对称密钥加密上锁和开锁用同一把钥匙。只要一把钥匙就行，所以简单，连大数据也上锁开锁得很快。所以用得很广。可它有个致命的弱点。要让隔得远的对方开锁，那个人也得拿着同一把钥匙，而送那把钥匙的路本身就危险。送的途中被复制，上锁就没意义了，不送对方又永远开不了。送也危险不送也没法用，是个死胡同的两难。这就是密钥配送问题。快这个优点，和钥匙怎么交过去这个难题，是同一回事。下一课的公开密钥方式，正好解开这个两难。

公钥密码用一对两把钥匙。一把是公钥，发给谁都行；一把是私钥，只攥在自己手里。公钥锁上的东西，只有配对的私钥才能开。别的任何钥匙都开不了，连锁它的那把公钥也开不了。所以收件人的公钥发给全世界也安全。谁都能用那把公钥把消息锁上发出去，而只有握着配对私钥的那个人才能打开。对称密钥里那个头疼的密钥配送问题就消失了，因为根本没有要秘密交付的钥匙。公钥就像把锁分发出去，私钥是自己专属的钥匙。这就是两把钥匙的魔法。

公钥安全却慢。所以实际上我们用一把快的对称钥匙来收发真正的内容。问题是这把对称钥匙怎么安全地分享。答案是一起造出来。用混颜色来画，两人都从一个谁都知道的公开色出发，各自掺进一种私密色，只把掺好的色寄给对方。把自己的私密色再掺进收到的色里，两人就到达完全相同的最终色。这个最终色就是共享秘密，也就是对称钥匙。在中间偷看的人，看得见公开色和来回经过的掺好的色，可没有各自的私密色，就造不出相同的最终色。要留意一点:密钥交换跟用公钥加密内容不是一回事。密钥交换是两边一起造出同一个秘密的步骤，造好对称钥匙后，才用它来快速收发真正的内容。

数字签名把公钥密码反过来用。寄件人用自己的私钥给消息附上一个签名。私钥只有那个人有，所以那个签名只有那个人能做出来。收件人用那个人的公钥来验证签名。验证通过，就一次证明了两件事:真实性，它确实出自那个人;以及完整性，途中一个字都没变,因为对内容哪怕做一丁点改动，验证都会失效。如果说加密是把内容锁起来保密，签名则根本不上锁，它证明谁发的以及没被改过。上锁为了保密，签名为了真实和完整。同一对钥匙，只换个方向，两件事都能做。

要安全地用一把公钥，你得能信任这把公钥真属于那个人或那个网站。因为要是半路有人把假公钥当成真的递过来，那就危险了。于是大家都信任的机构，认证机构(CA)就出场了。CA用自己的私钥签名担保说，这把公钥真是这个网站的。这份担保文件就是证书。浏览器里事先就装着一份它信任的CA名单。所以收到网站发来的证书时，它能往上追溯，核对这是不是由一个受信任CA的签名担保的。担保成立就通过;要是名单上没有的地方签的，或担保对不上，浏览器就弹出警告。就这样，把谁为谁的公钥担保连起来的这张信任之网，就是公钥基础设施(PKI)。说到底，证书就是贴在公钥上的、可信的身份担保书。

HTTPS 是这个领域学到的东西汇聚在一起的那把锁。在网络里你看的是流程，这里你看的是为什么安全。安全来自三个环的闭合。第一，证书确认对方真的是那个站点。这是挡住冒充的环。第二，公钥安全地分享一把快的对称钥匙，不需要秘密配送钥匙。第三，用那把对称钥匙加密内容，还检查它的完整性。这是挡住偷看和篡改的环。三个环一起闭合，锁才扣上。只要缺一个，就不安全。所以地址栏里那把小锁不是一张图，而是认证、密钥交换、加密都闭合了的信号。

防火墙是按规则盘查进出通信的卫兵。通信通过叫端口的门进出，防火墙给每道门定下放行还是拦截的规则。规则通常看出发地或目的地，以及从哪道门进来来决定。关键是默认拦截。只放行明确允许的，其余不认识的一律先拦下。开着的门越少，从外面能窥见的表面，也就是攻击面就越小，越安全。所以好习惯是只开真正需要的门，其余的关着。防火墙是守门的卫兵，默认是拦下不认识的，开的门越少越安全。这就是防火墙的核心。

无论密码和锁多强，最弱的一环都是人。攻击者有时不去破技术，而是盯住人的信任、着急的心情，以及想帮忙的善意。这就叫社会工程学。我们真正需要的，只是知道有这种攻击存在这一份'觉察'。不必去记什么手法，只要把防御习惯养在身上就行。核心有两点。第一，越是突然、越催促的请求，越要停下来，换一条途径去核实。要是有人在电话里要你做什么，别按那个号码回拨，要用官方号码另行确认。第二，密码、验证码这类秘密，绝不随便告诉任何人。说到底，安全不只是技术问题，更是信任问题。慢一点、多怀疑、勤核实的习惯，就是最结实的盾。

好的安全不是来自某一种技术，而是来自设计原则。第一，最小权限。给每个人只够用的权限，事情做完就收回。握的权力越少，能丢的也越少。第二，多层防御。不靠单独一层，摆好几道来挡。一层被攻破，下一层接住。第三，默认拦截。除了明确允许的，先一律挡住。不认识的不放进来更安全。第四，越简单越安全。结构越复杂，没看到的缝隙越多。简单就容易检查。这些原则，就算单个技术变了也长久。所以学新技术时，先用原则掂量一下，就不会迷路。

没有完美的安全。任何锁，只要肯花足够的时间和力气都能被撼动；更重要的是，安全每提高一格，方便就降一格，成本就升一格。这三者彼此是相互交换的关系。所以成熟的安全，目标不是把风险变成零，而是管理风险。零既到不了，硬要去够还会让生活瘫痪。取而代之的是，看清什么有多重要，只留下能接受的那点风险，把其余的挡住。所以正确答案因场景而异。就像个人记事本和银行金库不会用同一把锁，你要挑一个配得上所护之物分量的平衡点。不去追完美，而是挑平衡，这就是看待安全的成年人的眼光。