编程随想 | 文件加密的扫盲介绍

★引子

　　上一个帖子点评了爱国愤青关于拉登同学的几个误区。话说美国佬把拉登灭掉之后不到一星期，从拉登老巢缴获的电脑资料，就开始在美国政府的网站曝光了（比如拉登的生活录像）。另据美国某安全官员说，缴获的电脑资料之多，抵得上一个小型图书馆。单从这点可以判断出：拉登同学对自己手头的存储设备（比如硬盘、U盘之类），没有进行足够强度的加密处理。这令俺很吃惊啊！——堂堂的恐怖大亨，竟然连这点常识都没有啊？！
　　想当年，陈冠希同学就是因为疏忽了数据加密，导致艳照满世界流传，不光搞臭了一堆女明星，也造福了无数男网民。这回，基地组织估计要步陈同学的后尘了——区别在于，这次倒霉的是基地组织的残余势力，受益的是美国情报机构。

★文件加密的重要性

　　有些同学以为，自己既不是影视明星，又不是恐怖分子，不需要采用文件加密之类的工具，那就大错特错啦。俺大致介绍一下，文件加密的用武之地。

◇防范失窃

　　这年头，笔记本电脑、平板电脑越来越流行，而这类便捷的移动设备，也增加了丢失的概率。一旦你的移动设备丢失，存储在上面的个人敏感信息就有暴露的风险。比如用浏览器保存的登录口令、邮件客户端存储的私人邮件、等等。如果你的敏感信息是加密的，失窃后的风险就大大降低。

◇保存个人隐私

　　很多人的家用电脑，都是几个家庭成员共用的。你可能会有一些个人隐私的信息，不希望被其他家庭成员看到。比如你上网下载的毛片、艳照、等，多半不希望被你父母或子女看到。这时候，文件加密就可以防止你的隐私外泄。

◇加密备份数据

　　很多同学把电脑中的数据备份到移动硬盘上。有些同学觉得放家里的移动硬盘还不保险（万一家里遭火灾，一样废掉）。正好近2年，”云”的概念炒得很热。所以，那些忧患意识很强的同学，就开始考虑用”云存储”（俗称网盘）来做异地备份。
　　一旦你把数据备份到”云端”，就得考虑加密问题了。假如你用的是国内公司提供的网盘，那你一定得小心。因为党国是很关心屁民的隐私滴（具体的原因，你懂的:）。如果你把数据备份到国外的网盘，也未必安全。这不，连大名鼎鼎的Dropbox，最近都曝出数据安全的丑闻（懂洋文的同学，可以看Wired的爆料）。

◇对付六扇门的人

　　前几种情况比较常见，俺再介绍一种比较少见的情况。
　　假如你跟俺一样，经常在网上恶毒攻击朝廷；或者你是一个维权人士、民运人士、持不同政见者；或者你是一名黑客；……那么，你有可能会被天朝的六扇门盯上。如果你的身份是公开的，或者朝廷追踪到了你的真实身份。那么，这些党国的走狗就有可能搜查你的住所，没收你的电脑。然后，通过你电脑中存储的资料，定你的罪，或者再牵连出其他人。
　　关于这种情况，俺之前在“如何隐藏你的踪迹，避免跨省追捕”这个系列文章中，有介绍。当时提及的几个注意事项，就包括了电脑存储设备的加密问题。不过捏，当时没有详细介绍加密工具的使用细节。所以，今天俺会把这部分补上。

接下来，俺把几种常见的加密方式介绍一下，并分析各自的优缺点。

★使用压缩软件

　　俺发现很多人（尤其是菜鸟用户），首先想到的加密方式，就是把敏感文件用压缩工具（比如WinRAR，7zip、等）压缩一下，并设置一个口令。

◇优点：

　　1、不需要额外安装软件
　　压缩软件几乎是装机必备的软件。因此，使用这种方法，多半不需要额外安装其它软件。
　　2、便于备份
　　可以把压缩文件copy到任何地方，只要知道口令就能打开。

◇缺点：

　　1、加密强度没保证
　　压缩软件的强项是压缩，而不是加密。有些压缩软件，本身的加密强度不够，还有些压缩软件（比如早期的WinZip），加密机制有缺陷，会导致攻击者轻易破解。
　　2、查看文件不方便
　　每次要查看加密压缩包里的文件，都需要先解压出来，看完再删除。非常麻烦！
　　3、查看文件容易泄密
　　如果你解压并看完之后，忘记删除敏感文件，就有泄密的风险。
　　即便你的每次看完都对敏感文件进行彻底删除，也还是不保险。因为很多压缩软件在解压时，会先解到系统的临时目录。而压缩软件在使用完临时目录后，仅仅进行简单删除，而不是彻底删除。这样的话，敏感文件的内容有可能还在磁盘上。专业人士通过反删除工具，还是有可能恢复出来。
　　4、功能有限
　　用压缩软件加密，无法加密整个分区，无法加密某些系统文件。

◇总结：

　　用这个方法来加密自己电脑中的大量文件，显然是不方便的。如果你要给朋友传递一些需要保密的文件（但是密级又不是很高），或许还可以用一用。

★使用EFS（文件系统级加密）

　　稍微懂点技术的用户，可能会选择EFS来加密文件。
　　所谓的EFS，就是把加密功能集成到文件系统中。通常，EFS都是跟操作系统用户绑定的。某个用户加密的文件，只有该用户能看。也就是说，只要你能用此用户登录到系统中里，也就可以打开EFS加密的文件。考虑到Windows系统的用户居多，以下仅介绍Windows的EFS。
　　对于Windows系统而言，从Win2000开始，就支持NTFS文件系统，也就具有了EFS的功能。你只要查看某个文件的属性，在”属性”对话框中点”高级”按钮，即可看到如下的”高级属性”对话框。勾选”加密内容以便保护数据”，即可完成对该文件的加密。

◇优点：

　　1、不需要额外安装软件
　　只要你的文件分区是NTFS格式，就可以使用NTFS的EFS功能。
　　2、加密强度有保证
　　俺没有仔细研究NTFS的EFS的加密机制。不过捏，像微软这种级别的公司，搞出来的加密机制，强度是不会太弱的。
　　3、查看方便
　　由于EFS直接集成到文件系统，因此你查看加密文件跟查看普通文件，没有任何区别。

◇缺点：

　　1、太依赖于当前系统
　　EFS的一个主要缺点，是太依赖当前的系统。如果你没有导出密钥，一旦系统重装了，那你就无法再访问被EFS加密的文件了。即便你用同样的安装盘重装，安装的时候使用同样的用户名和口令，也不行。更加神奇的是，即便你事先用Ghost把原来的系统分区克隆出来，再恢复回去，那些EFS加密过的文件，也不可用了。（俺曾经为此吃过亏）
　　2、没有独立的认证方式
　　前面提到了，EFS依赖于操作系统本身的用户认证。如果你和家人共用一台电脑的同一个用户，那这种加密方式形同虚设。
　　3、备份密钥的麻烦
　　比方说，你把某个移动硬盘的文件用EFS加密。如果你希望在另外一台电脑上也能查看该EFS加密的文件。那么你必须先在加密的那台电脑中把秘钥导出，然后在第二台电脑导入。具体的操作步骤极其麻烦。如果你打算重装系统，也要搞这套复杂的秘钥导出步骤。（经网友在评论中提醒，从Vista开始，密钥的导入/导出步骤简化了很多）
　　4、不能跨操作系统和文件系统
　　比如NTFS的EFS，显然只能用于NTFS分区，FAT分区用不了。
　　另外，Windows、Linux都有各自的EFS加密功能，互相之间是不能混用的。比如你一台Windows和一台Linux，想在这两台电脑之间共用一个U盘，那EFS加密的方式就行不通。

◇总结

　　EFS的方式，对于防范电脑失窃，还是比较方便的。但是对于另外的几种用途，EFS不是很方便。
　　补充说明一下：
　　自从Vista开始，Windows内置了另外一种文件加密机制——BitLocker。它比传统的EFS有更多优点：增加了多种认证方式，用户界面更友好。但是，仅能用于Vista及之后的Windows系统，而且对具体的版本还有限制（据说仅限于Enterprise版和Ultimate版，不爽）。
　　不过，俺把BitLocker归类到”专门的文件加密工具”，后面会介绍。

★专门的文件加密软件

　　从前面的介绍可以看出，上述这几种方式，都有不少缺点。有些缺点还很要命。现在，俺要介绍今天的重点——基于专门的文件加密工具进行加密。

◇根据加密对象分类

　　根据被加密对象的不同，大致有如下几种加密类型。有些加密工具，可以同时支持其中的几种。

1、针对文件/文件夹的加密
　　这种好理解，就是可以选择某几个文件或目录，然后对其进行加密。每一个文件/目录，都可以设置单独的认证信息（通常用口令）。
　　以文件/目录为单位进行加密，一旦文件/目录的数量多了，管理起来不方便。

2、针对物理硬盘的加密
　　这种方式，就是把整个硬盘，或者硬盘的某个分区进行加密。如果你想访问该硬盘或者分区，需要通过认证（通常是输入口令）。认证之后，该硬盘可以像普通硬盘一样使用了。因此，即便别人拿到你的硬盘后（比如电脑被偷），也得不到被加密的数据。
　　比如前面提到的BitLocker就支持物理硬盘的加密。

3、针对虚拟硬盘的加密
　　这种方式，说起来比较复杂。
　　你可以通过加密软件，创建出一个虚拟硬盘。这个虚拟硬盘其实对应到一个你物理硬盘上的一个文件。你往这个虚拟硬盘上写入的数据，（经过加密之后）都存储在这个文件中。你创建的虚拟硬盘有多大，这个数据文件就有多大。
　　在使用上，这种方式跟加密物理硬盘类似。要先通过认证才能使用。认证之后，就跟普通的硬盘没啥区别了。你一样可以对它进行分区（虚拟硬盘上的分区，就是虚拟分区），一样可以在上面安装软件。

　　上述3种方式，俺比较喜欢”虚拟硬盘/虚拟分区”的方式。虽然加密物理硬盘和加密虚拟硬盘，在使用上没啥明显区别。但是虚拟硬盘只是一个数据文件，备份很方便。还可以把这个数据文件放在U盘上，在多台电脑之间公用——就像移动硬盘一样。

◇根据是否开源分类

　　有些加密工具是开源的，有些是闭源的。
　　显然，开源的比较爽。因为源代码开放，可以确保该软件没有暗藏后门，可以确保加密机制没有弱点。而且，开源的软件通常也是免费。

◇根据加密算法分类

　　有些加密软件使用公开算法，有些使用私有算法。
　　略懂密码学的网友应该晓得，使用公开算法比较靠谱。毕竟，公开算法（尤其是那些知名且使用广泛的）是经过许多密码学大牛严格论证的，确保其中没有明显的缺陷。

◇工具的选择

　　那如何选择文件加密工具捏，俺觉得如下几点要注意：
1、知名度高，口碑好
2、有较多的用户使用
3、支持主流的加密算法
4、最好是支持虚拟盘/虚拟分区
5、最好是免费且开源的
6、最好支持多种操作系统

　　考虑到有不少网友留言，让俺推荐一款加密软件。俺专门写了一个帖子推荐TrueCrypt。

◇总结

　　如果你选择的加密工具足够好，那么，前面提及的通过压缩软件或EFS加密导致的各种麻烦，大都可以避免。反之，如果你选择的工具不好，不光容易泄露敏感数据；万一工具的质量没保证（比如软件有Bug），还会损坏你的数据，导致你的敏感数据丢失。

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