對(duì)于密碼學(xué)來(lái)說(shuō)，與2015年相比，2016年也許并不算是里程碑式的一年，但是世界各地的廣大安全研究人員仍然在通過(guò)自己的努力來(lái)推進(jìn)密碼學(xué)領(lǐng)域的研究與發(fā)展。

一、TLS 1.3正式發(fā)布

2016年，密碼學(xué)領(lǐng)域?qū)嵺`性最強(qiáng)的一個(gè)進(jìn)步就是TLS 1.3(傳輸層安全協(xié)議1.3版本)的正式發(fā)布。TLS是目前最重要的、使用最為廣泛的加密協(xié)議，它也承擔(dān)著保護(hù)互聯(lián)網(wǎng)通信安全的重要任務(wù)。數(shù)百位安全研究人員與工程師通過(guò)多年的研究和努力設(shè)計(jì)出了新的TLS協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，目前市面上的多個(gè)主流Web瀏覽器都支持TLS協(xié)議，例如火狐瀏覽器、Chrome、以及Opera等。雖然從名字上來(lái)看，很多人會(huì)認(rèn)為TLS 1.3只是對(duì)TLS 1.2進(jìn)行了小幅度更新，但實(shí)際上TLS 1.3相當(dāng)于對(duì)TLS 1.2整體重新進(jìn)行了設(shè)計(jì)。所以我們認(rèn)為應(yīng)該給它取個(gè)其他的名字，這樣才能突出TLS 1.3的提升幅度。

用戶所能體驗(yàn)到的TLS 1.3最明顯的一個(gè)變化是什么呢?那就是速度!TLS 1.3通過(guò)減少網(wǎng)絡(luò)往返時(shí)延(RTT)來(lái)提升了網(wǎng)絡(luò)通信的速度，這種特性在早期的TLS版本中曾通過(guò)QUIC協(xié)議和TLS False Start有過(guò)體現(xiàn)，但是作為TLS 1.3默認(rèn)的自帶屬性，這種特性也許在將來(lái)會(huì)成為一種趨勢(shì)。因?yàn)榻档土司W(wǎng)絡(luò)往返時(shí)延，也就意味著網(wǎng)站和相應(yīng)頁(yè)面的加載速度將會(huì)變得更快。

除此之外，在這十幾年來(lái)，TLS遇到過(guò)很多問(wèn)題，而TLS 1.3從這些經(jīng)驗(yàn)中吸取了教訓(xùn)，所以TLS 1.3在安全方面也有很大的改進(jìn)。另外，TLS 1.3移除了某些舊版協(xié)議功能和過(guò)時(shí)加密算法的支持，這樣可以使協(xié)議更加簡(jiǎn)潔。值得一提的是，安全社區(qū)在TLS 1.3的設(shè)計(jì)過(guò)程中就已經(jīng)開(kāi)始對(duì)其規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安全分析了，而不是等到協(xié)議得到大范圍使用之后才對(duì)其安全性進(jìn)行評(píng)估，因?yàn)楫?dāng)協(xié)議被廣泛使用之后，再想要去修復(fù)其中的漏洞就非常困難了。

二、對(duì)后量子密碼學(xué)的探究仍在繼續(xù)

密碼學(xué)界現(xiàn)在仍在努力設(shè)法從目前所使用的加密算法過(guò)渡到后量子密碼算法，因?yàn)槿绻孔佑?jì)算機(jī)真的誕生了，那么我們目前所使用的加密算法中有很多都會(huì)變得不安全。

自從美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)研究所(NIST)在去年正式公布了針對(duì)后量子算法的標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目之后，密碼學(xué)界有更多的人開(kāi)始將自己的研究方向放在了后量子密碼學(xué)算法的身上。NIST在今年二月份首次發(fā)布了一份關(guān)于后量子密碼的研究報(bào)告，并在今年八月份給出了一份算法提議草案。但是密碼學(xué)界目前也仍在爭(zhēng)論一個(gè)問(wèn)題，即后量子算法的實(shí)際目標(biāo)到底應(yīng)該是什么?

在Google目前正在進(jìn)行的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，研究人員希望使用新型的后量子密鑰交換算法來(lái)保護(hù)Google服務(wù)器與Chrome瀏覽器之間的網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)，而這也是目前后量子密碼算法在真實(shí)世界中的首次實(shí)踐。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，計(jì)算成本雖然可以忽略不計(jì)，但是由于密鑰體積過(guò)大，所以會(huì)導(dǎo)致帶寬的消耗量增加。與此同時(shí)，還有一個(gè)團(tuán)隊(duì)正在研究如何使用不同的算法來(lái)將量子密鑰交換添加進(jìn)TLS協(xié)議中。

關(guān)于后量子密碼學(xué)方面的內(nèi)容，我們目前仍然有很多不知道的地方，但是廣大研究人員正在通過(guò)自己的努力來(lái)探索后量子密碼將會(huì)如何改變我們的實(shí)際生活和工作。

三、加密算法中的后門

“kleptography”這個(gè)術(shù)語(yǔ)出現(xiàn)在1996年，而它描述的是這樣一種概念：設(shè)計(jì)出來(lái)的加密系統(tǒng)或加密算法看起來(lái)非常的安全，但實(shí)際上它們卻飽含隱藏的后門。但是斯諾登事件告訴我們，美國(guó)國(guó)家安全局(NSA)故意在DUAL_EC偽隨機(jī)數(shù)生成器中植入了后門，而這也使得越來(lái)越多的研究人員開(kāi)始研究加密算法中存在的隱藏后門了。

一個(gè)由法國(guó)和美國(guó)的安全人員所組成的研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，我們可以通過(guò)計(jì)算來(lái)選取一個(gè)不安全的素?cái)?shù)，而這個(gè)素?cái)?shù)將使我們計(jì)算離散對(duì)數(shù)的過(guò)程變得更加簡(jiǎn)單。這也就意味著，目前已得到廣泛使用的Diffie-Hellman密鑰交換算法是不安全的。

更加糟糕的是，我們很難從真正的隨機(jī)素?cái)?shù)中區(qū)分出這種后門素?cái)?shù)。

RFC 5114:另一個(gè)存在后門的加密標(biāo)準(zhǔn)，罪魁禍?zhǔn)拙故荖IST?

說(shuō)到密碼后門，安全研究人員在今年還發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)存在后門的加密標(biāo)準(zhǔn)，即RFC 5114。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)誕生于2008年，它是由美國(guó)國(guó)防承包商BBN設(shè)計(jì)，并由NIST發(fā)布，可能只有少數(shù)人知道這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。它定義了八個(gè)Diffie-Hellman分組，這些分組可以與IETF協(xié)議共同為互聯(lián)網(wǎng)通信提供安全保護(hù)。

但是研究人員發(fā)現(xiàn)，他們無(wú)法確定該算法中的某些分組密碼是如何生成的，如果在使用前沒(méi)有對(duì)其相關(guān)參數(shù)進(jìn)行審查的話，那么這個(gè)加密算法將易受黑客的攻擊。因此，很多人認(rèn)為這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中是存在隱藏后門的，但是我們卻沒(méi)有任何證據(jù)可以證明這一點(diǎn)。NIST的一位密碼學(xué)專家表示，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是用來(lái)給實(shí)驗(yàn)人員提供測(cè)試數(shù)據(jù)的，我們并不建議人們?cè)谡鎸?shí)環(huán)境中使用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然了，加密標(biāo)準(zhǔn)中存在安全問(wèn)題也有可能只是其本身安全性不足，但是這一切似乎也開(kāi)始讓人們失去了對(duì)NIST這個(gè)密碼標(biāo)準(zhǔn)化組織的信心。

四、網(wǎng)絡(luò)攻擊多樣化

2016年，安全研究人員發(fā)現(xiàn)了很多新型的攻擊技術(shù)，其中有些是此前攻擊技術(shù)的升級(jí)版。下面是我們給出的一些值得關(guān)注的例子：

DROWN攻擊利用舊版本SSLv2協(xié)議中的漏洞入侵Web服務(wù)器的RSA簽名密鑰，這與之前很多針對(duì)TLS/SSL的攻擊類似，例如POODLE和FREAK攻擊等等。

Sweet32攻擊表明，舊版本的64位分組密碼(尤其是3DES和Blowfish)存在安全漏洞，漏洞會(huì)導(dǎo)致其在CBC模式下無(wú)法抵御碰撞攻擊。

針對(duì)橢圓曲線算法新型攻擊技術(shù)被發(fā)現(xiàn)，受影響的包括Barreto-Naehrig(BN)曲線在內(nèi)。

生成數(shù)的隨機(jī)性仍然是密碼學(xué)中的一個(gè)脆弱點(diǎn)：如果你無(wú)法生成真正的隨機(jī)數(shù)，你就無(wú)法創(chuàng)建出真正不可預(yù)測(cè)的加密密鑰。

五、辭舊迎新?HTTPS正在成長(zhǎng)

到2016年，SHA-1哈希函數(shù)已經(jīng)有21年的歷史了，但是從來(lái)沒(méi)人為它慶祝過(guò)生日。不僅如此，這個(gè)算法也已經(jīng)到了退休的時(shí)候了，而且微軟、谷歌、以及Mozilla都已經(jīng)宣布將在2017年不再接受SHA-1證書(shū)。由此看來(lái)，安全社區(qū)也希望在SHA-1完全崩潰之前取消該函數(shù)的使用。

隨著互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，衍生出種種問(wèn)題不得不被大家所重視，在互聯(lián)網(wǎng)安全意識(shí)相對(duì)薄弱的中國(guó)顯得尤為重點(diǎn)。而百度優(yōu)先收錄https網(wǎng)站這一舉措對(duì)互聯(lián)網(wǎng)安全環(huán)境有著指引性的作用，更多的企業(yè)會(huì)逐步將網(wǎng)站從Http轉(zhuǎn)換成Https，這樣能夠營(yíng)造一個(gè)更為安全的互聯(lián)網(wǎng)大環(huán)境。隨著百度、谷歌、火狐等互聯(lián)網(wǎng)巨頭對(duì)https的“提攜”，2017年https在國(guó)內(nèi)將迎來(lái)發(fā)展良機(jī)。