消息应用中的加密

端到端加密（E2E）意味着消息在发送方设备上加密，并且只能在接收方设备上解密。中间没有任何服务器，甚至消息平台本身也无法读取您的消息。

这是对早期系统的根本转变；在早期系统中，服务提供商持有密钥，技术上可以读取所有消息。

WhatsApp、Signal 和许多其他应用使用 Signal 协议，该协议最初由 Open Whisper Systems 开发。它结合了多种密码学技术，包括双棘轮算法和 X3DH（扩展三方 Diffie-Hellman）密钥协商。

该协议提供前向保密性，这意味着即使一个会话密钥遭到泄露，过去的消息仍然安全。

在双方能够安全通信之前，必须在不通过网络传输的情况下协商出一个共享秘密。Diffie-Hellman 密钥交换允许双方独立推导出相同的秘密，即使是在公共信道上进行。

在消息应用中，这一过程会在您每次开始新对话时自动且透明地完成。

使用端到端加密时，您的消息会在离开手机前被转换为密文。服务器始终只能看到无法解读的加密数据块。

这意味着即使消息公司收到政府传票或遭到黑客攻击，您对话的实际内容仍然受到保护。

即使使用 E2E 加密，元数据也未必受到保护。平台可能仍然知道您与谁交谈、何时交谈、交谈频率以及持续时间。

Signal 通过尽量减少元数据收集，在这方面比大多数应用做得更好。WhatsApp 虽然会加密内容，但会与其母公司 Meta 共享元数据。

当发送方和接收方都使用启用了 iMessage 的 Apple 设备时，Apple 的 iMessage 会使用端到端加密。消息显示为蓝色气泡。回退到 SMS 时，消息显示为绿色且未加密。

不过，Apple 持有 iCloud 备份 keys，因此存储在 iCloud 中的 iMessage 备份默认并未进行端到端加密，除非启用了 iCloud 高级数据保护。

Telegram 使用混合模式。普通聊天在传输过程中以及存储在 Telegram 服务器上时都会加密，但 Telegram 持有密钥，理论上可以访问这些内容。

只有 Telegram 中的“秘密聊天”使用其 MTProto 协议实现真正的端到端加密。群聊和频道并未进行 E2E 加密。

在 E2E 系统中，密钥在用户设备上生成并存储，从不存储在服务器上。服务器仅充当消息中继，将加密数据包从一台设备转发到另一台设备。

没有您设备上的私钥，即使拥有庞大的计算资源，在计算上也无法实际解密密文。

传输中加密会保护数据在网络上传输时的安全，例如 TLS 会保护您与网页服务器之间的连接。静态数据加密会保护存储在磁盘上的数据，例如手机的加密存储。

真正的 E2E 加密同时涵盖这两种情况：消息在传输前加密，并且存储在服务器上时仍保持加密状态。

如果攻击者获得了您设备和私钥的访问权限，就可以解密消息。因此，设备安全与加密算法本身同样重要。

Signal 协议的双棘轮会为每条消息生成新密钥，因此泄露一个密钥不会暴露过去或未来的消息，这种属性称为前向和未来保密性。

大多数 E2E 消息应用都允许您通过带外比较“安全号码”或“安全代码”来验证自己是否在与正确的人交谈，例如当面比较或通过电话比较。

在 Signal 中，每个对话都有一个由双方公钥组成的唯一安全号码。如果两部手机上显示的号码一致，则您与联系人之间没有发生 MITM 攻击。

测试您对端到端加密的理解。

端到端加密确保只有发送方和接收方能够阅读消息，这依赖 Signal 的双棘轮等协议。即使内容已加密，元数据仍可能可见。

设备安全是 E2E 保护的最后一道防线。Signal 等应用会尽量减少元数据，而 Telegram 等其他应用则要求您手动启用“秘密聊天”才能实现真正的 E2E。