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安全

用同一把钥匙上锁和开锁的对称密钥

想想你家的大门。出门时用那把钥匙锁上,进门时用同一把钥匙开开。一把钥匙又上锁又开锁。对称密钥加密正是这样。用来上锁的钥匙,跟开锁的钥匙是同一把。简单又快。可这里藏着一个很棘手的问题。要让远方的朋友打开这封锁住的信,同一把钥匙也得在朋友手里才行。那把钥匙,你怎么安全地交过去呢?

01

一把钥匙又上锁又开锁

上一课说过加密就是上锁。
把内容锁起来让人看不懂,
只有对的钥匙才能再开开。
对称密钥的意思是,那把钥匙
上锁和开锁是同一把。
用那把钥匙锁住信,
它就变成谁也读不了的样子。
再拿同一把钥匙一对,
就回到原来的内容。
上锁的钥匙和开锁的钥匙是同一把,所以叫对称。

K
钥匙
HELLO
打开
用同一把钥匙开了,读得出

用同一把钥匙上锁和开锁。一锁就读不了,再拿同一把钥匙一对就还原。

一锁,字就乱成一团看不懂了。
再拿同一把钥匙一对,
又干干净净读得出来了。
上锁和开锁靠一把钥匙来回。
这就跟一把大门钥匙
又锁门又开门一模一样。
因为结构这么简单,
就跟着来一个好处。
这个方式非常快。

02

又快又简单

因为只有一把钥匙,
计算简单又轻。
所以不管是小纸条,
还是很大的文件,
一眨眼就上锁开锁。
像一张照片、一段视频那样
块头大的数据也处理得快。
速度快、负担小,
所以是很多地方爱用的方式。
简单和快,这就是对称密钥的大魅力。

选大小再上锁

选小数据或大数据来上锁。块头再大,用同一把钥匙也很快锁好开好。

数据再大,处理也很快就完了。
靠这个快,对称密钥
实际上用得真的很广。
可在这里得停一下,
仔细想一件事。
要是我自己锁自己的文件、自己开,
钥匙我一个人留着就行了。
但要把锁住的信
寄给远方的某人去开呢?
那个人也得有同一把钥匙才行。

03

那把钥匙怎么交过去

只寄锁住的信,朋友开不了。
因为要有同一把钥匙才能开。
所以钥匙也得寄给朋友。
可把钥匙走的那条路
静下来一看,就不安了。
要是那条路上有谁挡在中间,
就能把经过的钥匙偷偷抄走。
钥匙一漏出去的那一刻,
上锁就一点意义都没有了。
因为抄走的人照样能开。

朋友
K
路是空的
寄出钥匙看看

把钥匙寄给朋友。亲眼看到要是路上有人,经过的钥匙就可能被复制。

看着安全的路上有人,
钥匙就这样被复制走了。
复制走的钥匙能把我们的锁
照样打开。
可要是干脆不寄钥匙,
朋友就永远开不了信。
寄吧,担心被复制,
不寄吧,又没法用。
这两条路都被堵住了。
下面把这个死胡同并排放着看。

04

寄也堵不寄也堵

把两条岔路并排放着看。
第一条,寄钥匙的路。
又快又方便,可
途中被复制,锁就垮了。
第二条,不寄钥匙的路。
不怕被复制,可
对方没办法开信。
一边因为危险而堵,
另一边因为没用而堵。
哪条路走到头都是堵的,是个两难。

寄钥匙,还是不寄?

点这两个选项比一比。寄了有被复制的风险,不寄又开不了。把两条路都堵着并排看。

不管选哪边,都是死胡同。
这就是那著名的密钥配送问题。
对称密钥又快又好,可
秘密一旦不是一个人的,
而是两个人分享的秘密的那一刻,
就需要一个安全交钥匙的办法。
正是在这一点上,卡了很久。
但出现了一个完全不同的想法,
聪明地绕过这条堵住的路。
那就是下一课的主题。

05

来理一理

归成一句话,是这样。
对称密钥上锁和开锁
用同一把钥匙。
所以简单,连大数据也非常快。
但要跟隔得远的对方分享,
就得把同一把钥匙交过去,
寄吧担心被复制,
不寄吧对方又开不了。
这个死胡同的两难就是密钥配送问题。
既保住快、又只解开这个问题的路,那就是接下来的公开密钥。

1同一把钥匙上锁/开锁
2又快又简单
3钥匙怎么交?
4寄不寄都堵

依次点要点回顾一下。(同一把钥匙上锁/开锁 -> 又快又简单 -> 钥匙怎么交? -> 寄不寄都堵) 下一课的公开密钥解开这个两难。

现在你把对称密钥的光和影都看到了。
用同一把钥匙快速上锁开锁的
明确好处,
和那把钥匙怎么分享的
难解的阴影,一起看到了。
工具越好,越得知道它的弱点,
才能用得对。
下回用把上锁钥匙和开锁钥匙
干脆分成两把的奇妙想法,
看看怎么把这片阴影揭掉。

一句话总结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。
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