加密是如何工作的？

加密听起来可能很抽象，但基本思路很简单。照片或视频最初是可读的数据。加密使用秘密密钥，将数据变成看似毫无意义的内容。之后，正确的密钥能将它还原为原始文件。

这对私密媒体很重要，因为备份仍是你生活的一份副本。其中可能包括家庭照片、个人文件、项目证据、收据、医疗影像、截图，以及不希望曝光的视频。加密帮助确保备份对你有用，又不会让所有可能接触存储系统的人都能读取。

上图是简化的理解模型。照片在成为加密备份之前，先受到强加密保护。密钥决定谁能解锁数据。有些密钥可以公开，或在有限范围内分享，但私钥材料和加密密码必须保密。

从明文数据开始

每张照片和每段视频都由数据组成。照片文件包含像素、元数据、时间戳、缩略图，以及软件可以读取的其他信息。如果文件未经加密存储，任何具备相应文件访问权限的人都可能打开它。

加密在存储或传输之前改变文件。应用不会将可读照片放入备份存储，而是存储加密数据。加密版本仍是文件，但不再像原始照片那样工作。普通照片查看器无法理解它。查看存储数据的人应当无法判断图像包含什么。

因此，加密与普通登录不同。登录控制谁能进入账号，加密则保护数据本身。即使有人在查看不应访问的系统层，存储的备份仍然受到保护。

密钥是加密发挥作用的关键

加密依赖密钥。密钥通常不是金属钥匙形状的物件，尽管这是最容易记住的比喻。在密码学中，密钥是算法用于锁定或解锁数据的一个非常精确的值。

如果密钥正确，加密文件就能解密为原始照片或视频。如果密钥错误，结果就毫无用处。因此，密码中的细微差异很重要。一个不同字符、一个缺失空格，或大小写错误，都可能产生完全不同的密钥。

Safety Photo+Video 使用加密密码作为这一保护模型的一部分。密码在你的设备上用于派生强大的加密密钥。这样，应用可以处理密码学密钥，而你只需保管一个密码或密码短语。

为什么照片和视频使用 AES-256

AES 是 Advanced Encryption Standard 的缩写，即高级加密标准。它是一种对称加密算法，也就是使用同一个秘密密钥加密和解密数据。对称加密快速、可靠，适合照片和视频等大文件。

Safety Photo+Video 使用 AES-256-GCM 加密文件。256 表示密钥长度为 256 位。这构成了极其庞大的密钥空间；只要密钥正确生成并受到妥善保护，就远远超出通过猜测能够搜索的范围。

GCM 部分同样重要。AES-GCM 是一种认证加密模式，也就是同时完成两项工作：

• 保持文件内容私密。
• 帮助检测加密数据是否遭到修改或篡改。

可以把 AES-256-GCM 看作每个受保护文件的安全容器。照片或视频以可读形式进入，以打乱的形式出来，只有具备正确密钥才能恢复。

加密密码如何变成密钥

相比原始密码学密钥，人们更善于保存密码。计算机则需要精确的密钥材料。密钥派生函数将这两个世界连接起来。

在 Safety Photo+Video 中，加密密码与 PBKDF2-SHA256 一起用于派生一个 256 位主密钥。简单来说，应用会用一种有意设计、可以重复的方式处理密码，生成适用于加密的密钥材料。

这有两方面意义。首先，应用可以使用强密钥，而不必让你记住一长串随机字节。其次，密码仍是恢复的核心。如果之后输入同一个正确加密密码，应用就能再次派生正确的密钥材料。如果密码丢失或输入错误，就无法安全解锁加密图库。

因此，加密密码不只是另一个账号密码。它与能否读取受保护文件直接相关。

公钥和私钥

公钥和私钥属于非对称加密。非对称加密不是使用一个共享的秘密密钥，而是使用一对相互关联的密钥：

• 公钥可以更公开地分享。
• 私钥必须保密。

一个常见比喻是信箱。只要知道信箱在哪里，任何人都可以投递信息，但只有持有私人钥匙的人才能打开信箱、阅读里面的内容。

这与 AES 不同。AES 通常用于实际文件内容，因为它处理大数据很快。公钥与私钥密码学常用于较小的信息、身份检查、安全密钥交换，或保护用于解锁更大加密数据的密钥。

所以，实际图景是：AES 保护体积庞大的照片和视频数据，而密码派生密钥及私钥材料决定谁能解锁或恢复访问。公钥部分在特定情况下可安全用于锁定或验证，但私钥部分必须谨慎保护。

零知识意味着什么

零知识意味着服务无需知道图库内容，也能存储它。服务器可以保存加密备份、同步状态、账号记录和其他运行数据，却无法打开你的私密照片和视频。

在零知识设计中，加密密码不会离开你的设备，服务也不存储解密图库所需的密钥。这建立了强大的隐私边界。即使服务器上存在加密备份数据，没有正确密码和密钥材料，也应保持不可读。

相应的取舍是恢复责任。如果服务看不到密码，也就不能替你找回。这样有利于隐私，但也让密码保存习惯变得非常重要。

备份时会发生什么

界面看起来可能很简单，但后台会进行多个安全步骤：

• 应用准备要备份的照片或视频。
• 在你的设备上派生或选择加密密钥。
• 使用 AES-256-GCM 加密文件。
• 上传或存储加密版本。
• 备份服务收到的不是可读原始文件。

从你的角度，备份可能像普通上传。从存储系统的角度，受保护文件应当呈现为加密数据。这正是目的。备份仍可存储、同步和恢复，但没有你的密钥就不应可读。

恢复时会发生什么

恢复沿着相反方向进行。应用下载或定位加密备份数据，然后需要正确的加密密码和密钥材料来解密文件。文件解密后，应用才能重新显示照片或视频。

因此，恢复前的准备很重要。账号帮助应用找到备份，设备和网络帮助取回备份，加密密码帮助解锁。缺少其中任何一个环节，都可能使恢复变慢、令人困惑，甚至无法完成。

如果支持团队协助排查问题，他们可以利用账号信息、应用版本、设备型号、错误消息和备份状态。他们不应需要你的加密密码。保密该密码，才能维持这一保护模型。

一个简单的记忆方法

把加密看作一条链，就最容易理解：

• 照片或视频最初是可读数据。
• AES-256-GCM 将它变成加密数据。
• 加密密码帮助派生解锁所需密钥。
• 公钥可在某些系统中帮助锁定或验证。
• 私钥和密码派生密钥必须保密。
• 只有正确的账号、备份、设备和密钥材料重新聚齐，恢复才能成功。

目的不是让备份显得复杂，而是让私密备份值得信任。加密正常发挥作用时，文件可以传到备份存储，同时对所有没有正确密钥的人保持不可读。