用于电子邮件的 PGP 与 GPG 加密

Phil Zimmermann 于 1991 年发布了 Pretty Good Privacy，让普通人第一次能够使用强加密技术。美国政府最初以未获许可证出口军火为由调查他，因为当时加密技术被归类为武器。案件于 1996 年撤销，PGP 随后成为个人隐私技术发展史上的里程碑。

PGP 使用非对称密码学：您可以生成一对在数学上相互关联的密钥。公钥可以自由分享，其他人可以使用它来加密发给您的邮件。私钥必须保密，并用于解密这些邮件。丢失私钥就意味着失去对所有加密数据的访问权限。

要向某人发送加密邮件，您需要获取对方的公钥并使用它来加密消息。只有持有相应私钥的人才能解密并读取该消息。PGP 实际采用混合加密：使用随机会话密钥通过对称密码算法加密消息，然后再使用收件人的公钥加密会话密钥本身。

您还可以使用私钥为消息签名。收件人使用您的公钥验证签名，从而确认消息由您发送且内容未被篡改。签名和加密是相互独立的操作，可以组合使用：通常会先签名再加密，或者先加密再签名，具体取决于您的威胁模型。

PGP 不依赖证书颁发机构，而是使用信任网络，由个人为彼此的公钥签名，以证明其真实性。如果 Alice 信任 Bob，而 Bob 已为 Carol 的密钥签名，那么 Alice 就可以间接信任 Carol 的密钥。该模型在技术社区中运行良好，但对于普通用户而言很难建立起来。

GNU 隐私保护工具通常称为 GPG 或 GnuPG，是 OpenPGP 标准的免费开源实现。它可以运行在 Linux、macOS 和 Windows 上，同时提供命令行界面和用于将 PGP 功能集成到应用程序中的库。如今，GPG 是执行 OpenPGP 操作的事实标准工具。

运行 gpg --full-generate-key 后，程序会引导您选择算法、密钥长度和过期日期。Ed25519 是用于签名的现代选择，而 Curve25519 适合加密。您必须设置一个口令短语，用于保护磁盘上的私钥。密钥生成过程会从系统活动中收集熵，以确保随机性。

生成密钥对后，您可以使用 gpg --armor --export your@email.com 导出公钥，并共享生成的文本块。收件人使用 gpg --import 导入公钥。您可以将公钥粘贴到自己的网站、邮件签名中，或发布到密钥服务器上。切勿共享私钥文件。

keys.openpgp.org 和 keyserver.ubuntu.com 等密钥服务器可以让人们发布和查找公钥。您可以使用 gpg --keyserver keys.openpgp.org --send-keys YOURKEYID 上传密钥。现代的 keys.openpgp.org 要求在发布前验证电子邮件地址，从而减少有人冒用他人地址上传伪造密钥的问题。

要加密文件，请运行：gpg --encrypt --recipient recipient@email.com --armor file.txt，这会生成 file.txt.asc。要解密，请运行：gpg --decrypt file.txt.asc。对于邮件，Thunderbird 等带有内置 OpenPGP 支持的工具，或 Enigmail 插件，可以将 GPG 直接集成到邮件撰写窗口中，透明地处理密钥查找和加密。

PGP 加密可以保护消息正文，但收件人、发件人、主题和日期字段仍以明文形式存在。密钥管理很复杂：用户必须找到、验证并信任收件人的密钥。邮件服务器无法搜索或建立加密邮件的索引。尽管 PGP 具有很强的安全性，这些可用性障碍仍限制了它在技术社区之外的普及。

PGP 使用公钥和私钥对为邮件提供端到端加密和数字签名。GPG 是其免费开源实现。信任网络取代了集中式 CA。公钥可以发布到密钥服务器上，而私钥必须使用强口令短语加以保护。可用性仍是广泛采用 PGP 的主要障碍。