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互联网：加密与公钥
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嗨，我叫米娅·吉尔·埃普纳( Mia Gil-Epner)，
我在加州大学伯克利分校主修计算机科学系
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我在国防部工作，主要工作是确保信息安全
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互联网是一个开放的公共系统。
我们在共享的线路上传送与接受信息
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尽管它是一个开放系统，
我们仍然透过网络交换大量的私密数据
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像是：信用卡号码、帐户信息、密码、电子邮件
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那么这些私人事物要如何保密呢？
任何类型的数据都可以通过
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透过加密程序：混排或改变信息来隐藏原始的内容，
任何类型的数据都得以保密
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解密是一个重排的过程，得以让数据变得可以解读
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这是一种简单的想法，人们这样做已经有好几世纪之久
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最为人所知的一种加密方法是「凯萨密码」
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这个方法是以凯萨大帝来取名，这位罗马将军将军事命令加密
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以确保即使信息被敌方拦截，也无法解读。
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凯萨密码是一种演算规律：
将原文中的每一个字母，按顺序都替换为向下一定间隔「数量」的字母
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如果这个数量只有信息的发送者与接收者知道，它就称为密钥（key）
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它允许接收者能够解开秘密信息
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举例来说：假定你原本的信息是「HELLO」
使用凯萨密码算法，密钥是5
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加密后的信息会是…
要解密消息，收件人只需使用密钥进行反转过程。
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但有一个大问题，
有了凯撒密码，任何人都可以轻易破解
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或者破解加密信息，通过尝试每一个可能的密钥，并在英文字母表
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只有26个字母，这意味着你最多只需要试26个键就可以解密消息。
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现在尝试26个可能的键不是很难，它最多需要一两个小时
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让我们把它变得更难：
将每个字母横移不同的数量，而不是固定的量
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这个例子：
用一个10位长度的密钥，来加密信息
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（显示着每个连续的字母要更改的位置）
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要猜到这个密钥非常困难！
使用10位加密，就有100亿种可能的密钥组合
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很明显，这超过任何人类可以解决的范围，可能要花许多世纪
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但现今的一台普通计算机，只要几秒就可以尝试所有100亿种可能组合
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因此，在现代世界里，坏人都装备了计算机，不是拿笔算
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你要怎么做，才能把信息加密到足够安全，太困难到无法破解呢？
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太困难是指：有太多的可能性，因此不可能在一段合理的时间内被计算出来
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当今的安全通信是以256位元长的密钥来加密。
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这表示：坏人拦截了你的信息，他的计算机必须尝试这么多种的可能密钥…
（看画面上的巨量数字）
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直到他找到了正确的密钥，才能破解信息。
即便你有100,000台超级计算机，
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要让这10万台超级计算机去每秒尝试那一百万亿的密钥，
将要花费数十年的时间，才能尝试每一种组合。
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哪怕仅仅是破解一条由256位加密保护的信息。
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当然，计算机芯片的速度是它的两倍，大小是它的一半。
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如果这种指数级的发展速度继续下去，今天不可能解决的问题，
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将在未来几百年内得到解决，那么256位元也将不足以保证安全。
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事实上,我们已经不得不增加标准关键的长度来跟上计算机的速度。
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好消息是，使用较长的密钥并不会使加密消息变得更加困难，
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但它会成倍地增加破解密码所需的猜测次数。
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当发送方和接收方使用相同的密钥对消息进行加密和解密时，
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称为对称加密。像凯撒密码(Caesar Cipher)这样的对称加密技术，
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密钥必须由两个人事先私下商定。这对我们来说是件好事，
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但互联网是开放的，是公开的，所以两台计算机不可能私下“见面”，
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就密钥达成一致。相反，计算机使用非对称加密密钥，
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即公钥可以与任何人交换不共享的私钥。公钥用于加密数据，
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任何人都可以使用它来创建一条秘密消息，但是只有
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访问私钥的计算机才能解密这个秘密。至于，它是如何工作的
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是一些我们暂时不会提及的数学知识。现在，假设你有一个个人邮箱，
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任何人都可以将邮件存入该邮箱，但他们需要一个密钥。你可以
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复制多份密钥，然后寄给你的朋友，或者直接把它公开。你的朋友
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甚至陌生人都可以使用公钥访问您的储存槽并向其中发送消息，
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但只有你可以使用你的私钥打开邮箱，访问收到的所有秘密消息。
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你还可以通过使用朋友邮箱的公开密钥，将消息发回你的朋友。
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通过这种方式，人们可以在不需要就私钥达成一致的情况下交换安全消息。
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公钥密码学是开放internet上所有安全消息传递的基础，
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包括称为SSL和TLS的安全协议，
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它们在我们浏览web时保护我们。
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今天，只要在浏览器的地址栏中看到小锁或https字母，
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这意味着您的计算机，正在使用公钥加密与您所在的网站安全地交换数据。
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随着越来越多的人上网，越来越多的私人数据将被传输，
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保护这些数据的需求将变得更加重要。
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随着计算机运行速度越来越快，我们将不得不开发新的方法，
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使加密技术难以破解。这就是我的工作，它总是在变化。
