加密算法中私钥的安全性

2022-10-28

著名的Digg网站近期遭遇到了一次尴尬的事件，Digg不得不对文章进行了审查，并删除了一个帖子。因为那个帖子里包含有这样的字符串：09F911029D74E35BD84156C5635688C0。

这个128位的字符串代表了什么含义呢？这串数字是HD-DVD破解密钥（HD-DVD processing key），可以使用户破解DRM（Digital Rights Management）而未经授权访问数字音像节目。

DRM使用类似公钥加密的密码技术，在加密音像文件的时候，只有使用匹配的一对公钥和私钥，才能完成对明文的加密和解密过程。整个加密算法的关键就是私钥，保证私钥的安全性，才能保证整个加密体系的安全性。如果私钥被破解了，那唯一的办法就是更换私钥，或者采用另外一种更好的加密算法。

目前的公钥加密技术主要算法是70年代诞生的RSA算法和近几年流行的ECC（椭圆曲线）算法，据说椭圆曲线具有更高的安全性、更快的运算速度，从理论上将只有密文和公钥，想要破解私钥是极其困难的，因为私钥决不可能对公众开放，仅仅在加密的时候被使用，甚至对其的操作也是在安全环境下执行的，如果你能够破解私钥，那的确是一件很了不起的事情。

这里就引发了一个私钥安全性的问题，中国不少银行系统为了更安全的认证用户，使用一种USB Key的技术来确保用户私钥的安全，USB Key是用来存放证书和用户私钥并具有处理能力的一种带智能的芯片，形状类似于U盘，但成本比较低廉，目前在国内银行系统中广泛应用，我以前也曾经专门讨论过这种技术的安全性。

加密算法中私钥的安全性

USB Key之所有是较为安全的系统，是因为产生公私密钥对的程序是研制者直接烧制在芯片中的，公钥密码算法程序也是烧制在芯片中。公私密钥产生后，公钥可以导出到USB Key外，而私钥则存储于密钥区，不允许外部访问。进行数字签名时以及非对称解密运算时，有私钥参与的密码运算只在芯片内部即可完成。由于USB Key内部的CPU可以完成这些操作，全过程中私钥可以不出USB Key介质，因此目前最常用的电脑黑客程序就没有机会去截获私钥，因为整个运算都在Key中执行的。

USB Key的私钥只要保证只有Key内部程序才能访问，因此这个密钥保护可谓相当不错，从理论上讲，只有破解者知道了USB Key的管理员PIN码，再烧制一段程序到Key中，才可能访问到Key内的私钥，这对于一般的破解者来说是极其困难的。

对于一套公钥加密系统，如果系统的私钥被破解了，那么这一套加密系统就算是废了，任何开发商都不会允许这样的破解程序存在的，因此我也理解开发商对于这种密钥泄露和破解的敏感性。对于Digg的这次事件，我原先一直以为西方对于保护知识产权的态度是十分鲜明的，但是这次事件令我非常意外，对于破解程序的传播竟然可以做的这么明目张胆且毫无愧疚感，或许在他们看来，音像影视的知识产权也并非那么重要吧。