电子邮件加密介绍

信息时代，个人隐私信息非常容易泄露。为了尽可能保障自己的隐私信息不被泄露，我们需要采取一些行动。本篇文章就介绍一下电子邮件的加密技术。

对称加密与非对称加密

在介绍电子邮件加密技术之前，首先要对一些信息安全概念进行解释。

对称加密

对称加密很容易理解。其步骤如下：

发送者和接收者首先线下沟通好密钥（保证密钥不外泄）
发送者用密码加密要发送的内容，之后发送
接收者收到加密的内容，用提前沟通好的密钥，解密出内容

注意，这里的密钥不一定是我们通常理解的密码，也有可能是一个文件。

但是对称加密有个很大的问题：如果双方所有交流信息都能被中间负责传送消息的网络设备看到的话，那么就不能在网络上沟通密码（否则密码会被中间的网络设备知道，加密也就没有了意义），而只能选择提前在线下渠道沟通好密码。有没有什么办法，可以在双方通讯内容对第三方完全公开以及没有提前沟通密码的情况下，实现秘密通讯？那么这里就引入了非对称加密。

非对称加密

思考一下，对称加密中，加密和解密必须用的是同一个密钥，那么加密和解密分别是两把不同的密钥是否可行？非对称加密就是这样一种技术。非对称加密简单来说就是将加密的密钥与解密的密钥区分开（所谓非对称也就是指加密与解密密钥不一样）。为了使用非对称加密，需要通过某种算法生成一对密钥。假设这对密钥分别称作 A 与 B。他俩有以下性质：

A 加密的内容只有用 B 才能解开（A 无法解开）
B 加密的内容只有用 A 才能解开（B 无法解开）
由 A 不能推导出 B，且无法靠暴力破解猜出 B
由 B 不能推导出 A，且无法靠暴力破解猜出 A

那么这里请思考一下：如何利用这两把密钥，实现之前在对称加密中无法解决的问题，即在双方通讯内容对第三方完全公开以及没有提前沟通密码的情况下，实现秘密通讯？

答案就是把其中一把密钥藏在自己手里（不能有其他人知道，包括要与之通讯的人）并当做私钥，另一把密钥对所有人公开并当作公钥。要发送内容时就用对方的公钥加密之后发送，接受到对方的内容（对方也用你的公钥加密）时就用自己的私钥解密。注意公钥和私钥是一对相对的概念，哪个是公钥哪个是私钥完全是自己指定的。公开出去的那个密钥就是公钥，保留在自己手里的那个密钥就是私钥。

举例，假设小明和小红用非对称加密通讯，小明生成一对公私钥，其中公钥是 xiaoming-public，私钥是 xiaoming-private，同样小红生成公钥是 xiaohong-public，私钥是 xiaohong-private，还有一个第三方的窃听者，秘密窥探小明和小红之间的所有流量。

小明把自己的公钥 xiaoming-public 发给小红，此时小红与窃听者都获取了小明的公钥
小红把自己的公钥 xiaohong-public 发给小明，此时小明与窃听者都获取了小红的公钥
小明想给小红发一句“小红，你好！”，他用小红的公钥加密了这句话并发送过去，此时小红和窃听者都获得了加密后的内容
窃听者因为没有小红的私钥，且无法靠 xiaoming-public 以及 xiaohong-public 推导出小红的私钥（见前面提到的密钥性质），故无法知道发送的加密内容的原内容
小红手里有私钥 xiaohong-private，因此很容易就解密，得到了原内容
小红给小明发信息同理

在这个过程中，小明和小红并没有提前沟通好密码，且实现了秘密通讯（窃听者仅获取双方的公钥以及加密信息，无法获得发送信息的原信息）

非对称加密技术在网络上有很丰富的应用，比如 OpenSSH、HTTPS、telegram，whatsapp 以及 signal 里的端对端加密还有本文要介绍的电子邮件加密，都用到了非对称加密技术。

GPG 介绍

GPG，全称是 GNU Privacy Guard（GNU 隐私卫士），是 GNU 开发的隐私保护软件，可以支持多种加密算法。GPG 支持非对称加密，GPG 生成的一对密钥中哪一个是公钥，哪一个是私钥由 GPG 负责指定，不需要用户指定。GPG 可以很好的用于电子邮件的加密上。一些电子邮件客户端，比如 Thunderbird 就内置了对 GPG 的支持，可以用来加密邮件。

在 Thunderbird 中创建 GPG 密钥对

我们接下来在 Thunderbird 里创建 GPG 密钥对。

首先打开 Thunderbird，记得先在 Thunderbird 里登录自己要配置加密的那个邮箱
之后在菜单栏里选“工具 -> OpenGPG 密钥管理器”，也可以通过快捷键 Ctrl+T + Ctrl+O，再按回车进入 GPG 密钥管理器
在密钥管理器界面选“生成 -> 生成新密钥对”
在“身份标识”这里选择要配置加密的那个邮箱，其他选项默认即可
点生成密钥
点确认
稍等片刻，密钥对便生成完成了

此时，在之前第二步中打开的 OpenGPG 密钥管理器那里便可以看到自己的密钥。

初步使用 GPG 密钥

在密钥管理器里，右键选中自己的密钥，选“复制 -> 公钥”，即可将自己的公钥复制到剪贴板里分享给别人（公钥就是一串可读的字符串）。公钥里自带有你的邮箱信息，因此其他人拿到你的公钥后就可以向你发送加密信息了，然后你用你手里的私钥解密（这一步由 thunderbird 自动完成）你就能看到加密后的信息了。你也可以在右键菜单里选“将密钥导出为文件”，这样就会导出一个后缀名为 “.asc”的文件，将其后缀名改为“.txt”后可以发现其就是包含公钥字符串的一个文本文件。

当你拿到别人的公钥时，你也可以将其导入密钥管理器。如果对方分享的是公钥文件，那么可以在密钥管理器菜单里选“文件 -> 从文件导入公钥”；如果对方分享的是公钥字符串，那么可以在密钥管理器菜单里选“编辑 -> 从剪贴板导入密钥”。

将对方公钥导入之后，你就可以向对方发送加密邮件了。电子前哨基金会就制作了一个机器人，可以自动回复加密信息来帮助学习测试邮件加密。以下是其机器人的邮箱公钥。记得复制公钥时要从头到尾复制，也就是 -----BEGIN PGP PUBLIC KEY BLOCK----- 和 -----END PGP PUBLIC KEY BLOCK----- 都要复制下来。

添加这个之后，尝试向 edward-zh@fsf.org 这个邮箱发邮件，注意撰写邮件的页面有一个“加密”选项，一定记得选上。邮件的主题和内容都随便填。发送之后几分钟之内就能收到其回复的邮件通知你是否发送成功。

总结

本篇文章介绍了加密的一些基本概念（对称加密以及非对称加密）以及在 thunderbird 中使用 GPG 加密的方法。

参考资料：

电子邮件加密指南