电子邮件为何天生不安全

简单邮件传输协议于 1982 年为一个小型且相互信任的学术网络而设计。安全性从来不是一项要求：邮件以明文传输，路径上的任何服务器都可以读取它。几十年来，各种扩展不断进行修补，但始终没有彻底解决这一根本性弱点。

发送电子邮件时，邮件通常不会直接到达收件人手中。它会经过多个邮件传输代理，每个代理都由 DNS MX 记录标识。每一跳都代表一台服务器，该服务器可以在转发邮件之前记录、复制或修改邮件。

SMTP AUTH 允许邮件客户端登录服务器，但凭据通常会以 Base64 形式发送，因此很容易被解码。没有 TLS 时，整个身份验证过程都会暴露在网络中。许多旧版服务器仍然接受来自受信任 IP 范围的未经身份验证的中继。

如果两台服务器都支持 STARTTLS，它就可以将明文 SMTP 连接升级为 TLS。问题在于，升级过程是在明文中协商的，因此能够拦截流量的攻击者可以悄悄删除 STARTTLS 通告，迫使连接继续使用明文。这称为 STARTTLS 降级攻击。

每台处理电子邮件的服务器都会添加一个 Received 标头，其中包含该服务器的 IP 地址、软件版本和时间戳。从下到上阅读这些标头，就可以追踪邮件的完整路径，通常还能暴露发件人的源 IP 地址和内部邮件基础设施。

DomainKeys 标识邮件会使用发件域名的私钥，为发出的电子邮件添加密码学签名。收件人使用 DNS 中公布的公钥验证该签名。DKIM 可以证明邮件由所声明的域名签署，但不会加密正文，也无法阻止中间服务器读取邮件。

发件人策略框架是一条 DNS TXT 记录，其中列出了允许代表某个域名发送电子邮件的 IP 地址。接收服务器检查 SPF 并发现未经授权的发件人后，可以拒收或标记该邮件。SPF 单独无法阻止用户看到的 From 标头遭到伪造。

DMARC 建立在 SPF 和 DKIM 之上，用于规定检查失败时接收服务器应采取的措施：不采取任何措施（p=none）、将邮件隔离到垃圾邮件，或直接拒绝。DMARC 报告可以让域名所有者了解哪些发件方在代表自己发送电子邮件。SPF、DKIM 和 DMARC 共同构成分层的反欺骗防护。

即使使用了电子邮件正文加密，元数据仍会暴露给传输路径上的每台服务器。服务器必须读取 To、From 和 Subject 标头，才能路由并投递邮件。仅通过分析元数据，就可以在不接触内容的情况下发现关系、组织和通信模式。

前向保密意味着即使今天的密钥遭到泄露，也不会暴露过去的会话。标准电子邮件无法实现这一点，因为邮件存储在使用长期密钥的服务器上。如果某台邮件服务器的私钥被获取，那么过去所有加密给该服务器的邮件都可以被解密。要在电子邮件中实现任何形式的前向保密，都需要使用 PGP 等端到端加密工具。

电子邮件的开放式联邦设计意味着没有任何单一组织能够控制所涉及的全部服务器。DMARC 和 MTA-STS 等安全扩展的采用是自愿的，而且并不统一。旧版服务器、配置错误的中继以及组织惯性意味着，要实现完全安全的电子邮件，发送方和接收方都必须采取有意识的措施。

SMTP 的设计重点是便利而非安全性，电子邮件默认会以明文经过多个服务器。STARTTLS 可能被降级，DKIM 只能签名而不会加密，元数据始终可见。DMARC 可以强制执行策略，但无法保护邮件内容。真正的电子邮件机密性需要使用 PGP 或 S/MIME 等端到端加密工具。