資訊專欄INFORMATION COLUMN
摘要：我認為學習密碼學，不僅不需要寫代碼，而且編寫攻擊代碼對于學習現(xiàn)代密碼學根本毫無用處。學習現(xiàn)代密碼學最好的方式是研究數(shù)學論證。這就是純粹的工程學。我相信托馬斯所做的事情，以及他在實施密碼攻擊上所積累的經(jīng)驗是非常有用的。
托馬斯.普塔切克曾經(jīng)發(fā)過一條Twitter“如果你不是編寫攻擊代碼的時候?qū)W習的密碼學，那么你可能根本沒有在學密碼學”。?從Twitter上對這條信息的關注及其引用數(shù)來看，它似乎得到了很多人的認同。盡管我很尊重托馬斯，但我絕對不同意他的觀點。我認為學習密碼學，不僅不需要寫代碼，而且編寫攻擊代碼對于學習現(xiàn)代密碼學根本毫無用處。學習現(xiàn)代密碼學最好的方式是研究數(shù)學論證。
如果我們?nèi)匀皇翘幵?0世紀90年代的話，我會同意托馬斯的觀點。當時的密碼學充滿了漏洞，你能想到的最浪漫的事就是了解你的工具是如何崩潰的，因為之后你就可以去解決它們的問題。那時，DES和RC4加密算法，盡管有很多已知的缺陷，卻被廣泛地使用；那時，人們避免使用CTR模式去轉(zhuǎn)換塊密碼到序列密碼，因為他們擔心如果所提供的輸入數(shù)據(jù)塊中包含有很多相同(0)數(shù)據(jù)的話，脆弱的塊密碼會被破解；那時，人們關心塊密碼的誤差傳播能力，這關系到在密文中有少量的位發(fā)生未知變化后，對于解密數(shù)據(jù)的正確性會產(chǎn)生多少影響；那時，人們通常建議在加密數(shù)據(jù)前，先對其進行壓縮，因為這將會“壓縮”信息熵使得攻擊者即使得到了秘鑰也很難理解密文。因此，誕生于這個時代的SSL，有很多很多的缺陷，也就不足為奇了。
但是，從2010年開始密碼學變得完全不同了。現(xiàn)在，我們開始有了可以高度信賴的的基礎構(gòu)件——比如：塊密碼已被確信是近似隨機排列，并且已經(jīng)從數(shù)學上證明它是足夠安全的，可以抵御某些類型的攻擊——比如：AES是已知的可以抵御差分密碼分析的加密算法。我們以這些組件為基礎，利用已被證明是不會引入漏洞的機制創(chuàng)建高階的系統(tǒng)。例如，如果你在CTR模式下，使用類隨機排列的塊加密算法（比如，AES）對數(shù)據(jù)加密，從而產(chǎn)生一個有序的分組序列，并使用分組序列號作為CTR隨機數(shù)，然后追加一個不易偽造的針對被加密數(shù)據(jù)的MAC地址（比如，HMAC-SHA256）及分組序列號，那么這些分組既可以保密數(shù)據(jù)，也可以禁止任何未聲明的篡改（包括報文重放和重新排序）。一旦Keccak（即SHA-3）得到更加廣泛地檢驗和信任，生活甚至會變得更加美好，因為它類似海綿的彈性結(jié)構(gòu)去構(gòu)造大量重要的加密構(gòu)件，這已經(jīng)被證明是安全的了。
在20世紀90年代的密碼學就像是在嘗試建一種橋，你花了許多時間確保你的橋能屹立不倒，并且為此憂心忡忡，即使有一些地方焊接的不夠完美，一些螺絲生銹了，由于周期性的負載導致的金屬疲勞，等等。雖然從理論上講量身定制可以有很好效果，但你知道的實際總是與理論不符，因此這座橋?qū)嶋H是建在了安全與不安全的邊界上，這使得橋的構(gòu)造成本更高，也更加復雜。這就是純粹的工程學。
但是，現(xiàn)代密碼學是截然不同的，它不是在建造一座橋，而是像規(guī)劃一個依靠重力輔助的星際的軌道。當然，這是復雜的，你必須正確的掌握所有的細節(jié)。但是，如果你做到了，一旦開始運行，使你無法到達目的地的唯一可能就是物理或數(shù)學定理改變了?，F(xiàn)代密碼學已經(jīng)充分地發(fā)展到理論與實際相符，因此，相比通過觀察橋的倒塌進行學習，理論學習就已經(jīng)十分有效了，然后你需要遵從一個簡單的原則：只做數(shù)學告訴你你能做的事情。這就是純粹的科學。
我相信托馬斯所做的事情，以及他在實施密碼攻擊上所積累的經(jīng)驗是非常有用的。畢竟，他是以挖掘應用缺陷為生，但他所遇到的絕大多數(shù)加密方法很可能是20世紀90年代的加密方法，那是一個已經(jīng)逝去的時代。因此對于開發(fā)者，我推薦以一個更加現(xiàn)代化的方法學習密碼學，那就是學習理論并設計出你能證明是安全的系統(tǒng)。
原文 Cryptography is a science, not engineering
翻譯 周耀平
via idf.cn
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