PGP加密如何工作

PGP加密由一系列散列、数据压缩、对称密钥加密，以及公钥加密的算法组合而成。每个步骤支持几种算法，可以选择一个使用。每个公钥均绑定唯一的用户名和/或者E-mail地址。这个系统的第一个版本通常称为可信Web或X.509系统；X.509系统使用的是基于数字证书认证机构的分层方案，该方案后来被加入到PGP的实现中。当前的PGP加密版本通过一个自动密钥管理服务器来进行密钥的可靠存放。

兼容性

  PGP工作原理图示

随着PGP的版本更新，新版本的PGP系统开始支持新的特征和算法，新系统生成的加密消息不能直接被旧的PGP系统解密，即使是使用旧版存储的有效私钥也不行。因此，在PGP通讯中的通信双方应统一版本，或者至少协商好PGP的具体设置。

机密性

PGP可以用来发送机密消息。这是通过对称的一组密钥-公钥组合来实现的。消息采用对称加密算法加密，采用一组对称密钥。每个对称密钥只使用一次，所以也叫做会话密钥。会话密钥通过接收方的公钥来加密保护，因此只需确保仅接收方能解密会话密钥即可。加密的消息和加密的会话密钥一起发送给接收方。

数字签名

PGP支持消息认证和完整性检测。完整性检测被用来检查消息在传输过程中是否变更过（即验证消息完整性），而消息认证则是被用来决定消息是否确由某特定的人或实体发出（即数字签名验证）。在PGP中，这些特性默认是和消息加密同时开启的，而且同样可以被应用到明文的验证。发送者只需使用PGP为消息创建一个数字签名（签名算法采用RSA或DSA算法（英语：Digital Signature Algorithm））。具体步骤为：PGP以数据或信息创建一个散列（参见消息摘要），然后使用发送者的私钥利用散列生成数字签名。

信赖网络

不管是在加密消息时还是在验证签名时，都需要注意用来发送消息的公钥是否确实属于期望的接收者。简单的从某个位置下载一个公钥是没有保障的。蓄意的或意外冒名顶替是可能的。PGP从它的第一个版本起，总是包含在一个"身份证书"中发布用户公钥，身份证书也是经过加密构造的，所以任何的篡改或意外的变动都可以被迅速的检测出来。但是仅通过创建一个即使最简单的篡改都会被发现证书仍然不够，这样的检测机制只能在证书创建之后用于避免篡改，而不是创建之前。用户也必须用某种形式确保证书中的公钥真正的属于特定的人/实体。从第一个发行版开始，PGP产品就包含一个内部的"审查方案"来协助。一个信任模型被叫做信赖网络（Web of Trust）。一个给定的公钥（如一个用户名到对应其密钥的绑定信息）可以被第三方用户数字签名，来证明某人（一个用户名）和一个密钥关联。可以在这样的签名中包含几个信任级别，只不过许多程序都会读写这个信息，而只有少数会通过信任级别来决定是否信任一个密钥。

信赖网络协议（Trusted-Web Protocol）在1992年的PGP 2.0手册中被菲利普·齐默曼（Philip R. Zimmermann）描述为：

信赖网络机制比S/MIME机制的集中管理的公钥基础设施有优势，但是没有被网络普罗大众普遍采用，一般只在Unix-like的爱好者、开源软件界、和对隐私特别注意而且有电脑知识的人群之间使用。如何使一般用户容易使用、乐意接收证书然后手动的验证它们的有效性，对于这些潜在的推广上阻碍还没有找到满意的解决方案。

近来有一些电子邮件服务业者推出结合于网页邮件接口的简便PGP操作，用户就算不创设自己的PGP密钥也可以寄出PGP加密信，包括寄给不使用PGP的收信人，并以通关密语的问答来使收信人获取阅读权限。每封信可以设置不同的通关密语，并能设置每个密语的有效期限（对于寄信人而言则是无期限的）。收信人甚至可以在回答正确的通关密语后，以勾选选项的方式轻易回复PGP加密信，无需自行创设和管理PGP密钥。对于一般用户而言这也许足够安全，但对于资安极度谨慎的人而言，这机制把私钥也存在寄件人的邮件服务器上，仍存有私钥外泄的疑虑，不论是政府依法获取，或是黑客非法入侵后获取。针对非法入侵，只能信赖电子邮件服务业者的安全防护能力；对于合法途径则只能通过设置及复杂的通关密语来提高破解难度。

历史

早期历史

菲利普·齐默曼（Philip R. Zimmermann）在1991年创造了第一个版本的PGP，其名称“Pretty Good Privacy”的灵感来自于一个名为“Ralph"s Pretty Good Grocery”的杂货店——电台主播Garrison Keillor虚构出来的一个名为Lake Wobegon的城市的一个杂货店。

软件第一个版本包含一个齐默曼自己设计的对称密钥算法，与周六夜现场的一个小品BassOmatic同名。作为一个老牌的反核能活跃分子，齐默曼为了让所有有相似倾向的人们可以安全的使用BBS并且安全存储消息和文件而创造了PGP加密。在非商业用途上是不需要授权的，无须任何费用，并且在所有的发行中附带了完整的源代码。

在2001年6月5号发表的一篇标题为"PGP 10周年" 的文章中，齐默曼描述了他最初开发PGP时的情景：

PGP在互联网上传播开来，并且在这个世界上获得了非常多的拥护者。PGP用户和支持者也包括在极权主义国家持不同政见的人们（一些给齐默曼的感人信件被发表了，其中一些在美国国会之前被包括到证据中）。在世界其它地方的自由意志主义支持者（参考齐默曼在各个听政会上发表的证据），以及“自由通讯”激进主义分子，他们称他们自己为加密爱好者，进行宣传和分发。

刑事侦察

在发行后不久，PGP加密走出了美国，在1993年二月，齐默尔曼变成了美国政府针对“没有授权的军需品出口”犯罪调查的正式目标。根据美国出口管理法案中的定义，加密系统使用大于40位的密钥将被认为是军需品。PGP从没有使用小于128位的密钥，因此在那时被如此认定。如果被判有罪，这将会是严重的罪行。几年后，对齐默尔曼的调查未经备案即被关闭，也没有提起针对他本人或其他任何人的刑事指控。

齐默曼使用了一种富有想象力的方法来对抗这一规定。他将PGP的全套源代码出版成一本书，由MIT出版社（英语：MIT Press）发行，受到了广泛欢迎。任何想要构建自己的PGP版本的人只需买下这本60美元的书，切掉封面，分离页面，然后使用OCR（文字扫描识别）程序进行扫描和文字识别（或者直接输入），生成一系列的源代码文本文档。接下来便可以使用自由分发的GCC来编译程序。PGP就是这样在全世界变得可用。声明的原则很简单：对军需品——枪支、炸药、飞机和软件的出口是被限制的，然而书本出口受到第一修正案（部分）的保护。这个问题从未再在法庭中检查过。

商业应用

PGP一般在企业资源规划（即ERP）软件连接到银行系统时使用，防止信息在传输过程中被删改或盗取，从而减少商业秘密泄露和遭遇诈骗的风险。

OpenPGP

参考文献

^PGP如何运作?. Jedi"s BLOG. 2003-05-09 [2016-11-02]. （原始内容存档于2016-03-14） （中文（台湾）‎）. 

^例如：Tutanota和StartMail。

^PGP Marks 10th Anniversary. Phil Zimmermann. [2010-08-23]. 

^Zimmermann, Philip. PGP Source Code and Internals. MIT Press. 1995. ISBN 0-262-24039-4. 

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