窃听与对称加密
复习
- 缓存、代理与 CDN：数据往往会经过多个中间节点
- 套接字：应用通过它收发数据
- 端口：HTTPS 常用 443
TL;DR
- 网络上传输的数据，可能被第三方窃听
- 对称加密用同一把密钥加密和解密
- 它速度快，适合保护大量数据
- 难点在于：双方怎样安全地共享这把密钥
正文
数据在网络上要经过许多台设备和中间节点。谁也不能保证，路上没有一双眼睛在偷看。怎样让别人即使截获了数据，也读不懂？
答案是加密。而在网络传输里，最基础的加密方式是对称加密。
同一把钥匙
对称加密（symmetric encryption）的特点是：加密和解密用同一把密钥。
发送方用密钥把明文变成密文，接收方用同一把密钥把密文还原成明文。因为算法本身相对简单，它速度很快，特别适合加密大量的通信数据。
可以把它想成一个带锁的箱子：你用一把钥匙锁上，对方用同一把钥匙打开。
软肋在“钥匙怎么给”
对称加密的问题，不在算法本身，而在那把钥匙。
既然加密和解密都用同一把钥匙，那双方就得事先拥有同一把钥匙。可如果你们从未见过面，这把钥匙怎么安全地送到对方手里？
如果直接在网络上明文发送钥匙，那盯着线路的人顺手就把钥匙抄走了——加密也就形同虚设。这就像把箱子的钥匙和箱子一起寄出去，谁拦下都能打开。
先记住这个矛盾
所以，对称加密的能力和局限都很清楚：
- 能力：快，适合保护大数据
- 局限：如何在不安全的信道上，安全地共享密钥
这个“钥匙分发”难题，正是后面非对称加密和密钥交换要解决的核心。先把这对矛盾记在心里，接下来的几章，都是为了解开它。
思考题 1
对称加密为什么很快，却难在“密钥分发”上？
思考题 2
如果密钥在网络上明文传输，会发生什么后果？
小结
知识点
- 网络数据可能被窃听，需要加密保护
- 对称加密用同一把密钥加密与解密
- 它速度快，适合大量数据
- 核心难题是密钥如何安全共享
参考资料
- Wikipedia(zh)：对称密钥加密：加密解密使用同一密钥
- Wikipedia(zh)：密码学：研究保密通信的学科
思考题答案（仅供参考）
思考题 1
因为它只需同一把密钥做简单的加解密运算，计算量小，所以快。但也正因为双方必须持有同一把密钥，就要先解决“怎样把密钥安全地交给对方”这个问题，而这在开放网络上并不容易。
思考题 2
窃听者会直接拿到密钥，此后所有用这把密钥加密的数据，他都能轻松解开。加密失去意义，保密性彻底破坏。所以密钥绝不能在不安全的信道上明文传输。
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设计师 | 南国微雪