為什麼「加密」不是你以為的那樣安全

1. 為什麼要關心這個問題？

你的資料庫用了 AES-256 加密。你的 API 走 HTTPS。你的密碼都做了雜湊處理。系統一定是安全的，對吧？

不一定。

2011 年，索尼 PlayStation Network 被攻破。他們有加密。2017 年，Equifax 洩露了 1.47 億筆記錄。他們也有加密。問題不在於缺少加密演算法——而在於其他所有環節。

加密是工具，不是解決方案。 在錯誤的地方、用錯誤的方式使用它，或者不理解你真正面對的威脅，就像在一棟窗戶大開的房子上裝銀行保險庫的門一樣。

2. 定義

加密 是使用演算法和金鑰將可讀資料（明文）轉換為不可讀格式（密文）的過程，只有持有正確金鑰的授權方才能逆轉這個過程。

關鍵特性：

• 可逆性： 與雜湊不同，加密被設計為可逆的（可解密）
• 金鑰依賴： 安全性依賴於金鑰的保密性，而非演算法的保密性
• 用途特定： 不同的演算法解決不同的問題

3. 「已加密」與「安全」之間的鴻溝

加密 ≠ 安全

考慮這個場景：

# "安全的"使用者資料儲存
encrypted_data = aes_encrypt(user_data, key)
database.store(encrypted_data)

# 但是金鑰存在哪裡？
key = "hardcoded_in_source_code"  # 災難

資料確實加密了，但是：

• 金鑰在原始碼裡（任何有儲存庫存取權限的人都能看到）
• 所有使用者用同一個金鑰（一次洩露 = 全部資料暴露）
• 沒有金鑰輪換機制
• 日誌可能在加密前就記錄了明文

如果金鑰管理是破的，加密強度就毫無意義。

什麼是威脅模型？

威脅模型 要回答：「我們在保護什麼，防誰，在什麼條件下？」

沒有威脅模型，你只是在隨機新增加密，然後祈禱它有用。

為什麼「加密強度」不是唯一指標

AES-256 在當前技術下被認為是不可破解的。但攻擊者不會攻擊演算法——他們攻擊：

1. 金鑰管理： 金鑰儲存在哪裡，如何傳輸
2. 實作： 側通道攻擊、時序攻擊
3. 人為因素： 釣魚取得憑證、社交工程
4. 系統架構： 資料加密了但明文記錄在日誌裡
5. 維運安全： 備份、除錯日誌、錯誤訊息

攻擊難度：
破解 AES-256：████████████████████（幾乎不可能）
竊取金鑰：    ████░░░░░░░░░░░░░░░░（容易得多）
釣魚管理員：  ██░░░░░░░░░░░░░░░░░░（輕而易舉）

4. 現實世界的失敗案例

案例 1：Adobe（2013）

Adobe 加密了 1.53 億個密碼。聽起來不錯，對吧？

問題所在：

• 使用了 ECB 模式（密文中可見模式）
• 所有密碼用同一個金鑰
• 密碼提示以明文儲存在加密密碼旁邊

結果：攻擊者可以透過找到相同的密文區塊來識別常見密碼。提示資訊讓這變得更容易。

案例 2：WEP 協定

WEP（有線等效保密）使用 RC4 加密。演算法本身不是問題。

問題所在：

• 24 位元 IV（初始化向量）太短
• IV 以明文傳輸
• 大約 5000 個封包後，IV 會重複
• 重複的 IV 允許統計攻擊

結果：無論密碼多複雜，WEP 都可以在幾分鐘內被破解。

案例 3：Heartbleed（2014）

OpenSSL 正確實作了 TLS 加密。加密本身沒問題。

問題所在： 心跳擴充功能中的緩衝區過讀漏洞洩露了伺服器記憶體——包括私鑰、使用者密碼和工作階段權杖。

結果：如果實作有漏洞，最安全的加密也沒用。

5. 建立安全直覺

像攻擊者一樣思考

評估系統安全性時，問自己：

• 「如果我想竊取這些資料，我會攻擊加密… 還是找更簡單的方法？」
• 「這個鏈條中最薄弱的環節是什麼？」
• 「金鑰在哪裡？誰有存取權限？」

安全層次

┌─────────────────────────────────────┐
│           實體安全                  │  ← 資料中心存取
├─────────────────────────────────────┤
│           網路安全                  │  ← 防火牆、VPN
├─────────────────────────────────────┤
│          應用程式安全               │  ← 輸入驗證、認證
├─────────────────────────────────────┤
│          密碼學安全                 │  ← 加密、簽章
├─────────────────────────────────────┤
│          金鑰管理                   │  ← HSM、輪換、存取控制
├─────────────────────────────────────┤
│          維運安全                   │  ← 日誌、監控、回應
└─────────────────────────────────────┘

加密只是其中一層。任何一層被突破都可能危及整個系統。

6. 常見誤區

7. 實踐要點

新增加密前，先問：

1. 我在緩解什麼具體威脅？
2. 金鑰將儲存在哪裡？
3. 誰需要解密存取權限？
4. 金鑰如何輪換？
5. 如果金鑰洩露會怎樣？

正確的心態

不要想：「我怎麼加密這些資料？」
要想：「什麼可能出錯，我如何防止它？」

8. 本章小結

三點要記住：

1. 加密是必要的，但不充分。 它是全面安全策略中的一個工具，而不是魔法解決方案。

2. 攻擊者走阻力最小的路。 他們不會破解 AES-256；他們會竊取你的金鑰、釣魚你的管理員、或利用你的漏洞。

3. 從威脅建模開始。 在選擇工具之前，先理解你在保護什麼以及防誰。

9. 下一步

既然我們理解了加密不是銀彈，下一個問題是：密碼學到底解決什麼問題？

在下一篇文章中，我們將探討密碼學的四個基本目標：機密性、完整性、認證和不可否認性——以及為什麼用錯誤的工具解決錯誤的問題會導致災難。