加密是如何工作的？

加密聽起來可能很抽象，但基本思路很簡單。照片或影片最初是可讀的資料。加密使用秘密金鑰，將資料變成看似毫無意義的內容。之後，正確的金鑰能將它還原為原始檔案。

這對私密媒體很重要，因為備份仍是你生活的一份副本。其中可能包括家庭照片、個人檔案、專案佐證、收據、醫療影像、截圖，以及不希望曝光的影片。加密幫助確保備份對你有用，又不會讓所有可能接觸儲存系統的人都能讀取。

上圖是簡化的理解模型。照片在成為加密備份之前，先受到強加密保護。金鑰決定誰能解鎖資料。有些金鑰可以公開，或在有限範圍內分享，但私密金鑰材料和加密密碼必須保密。

從明文資料開始

每張照片和每段影片都由資料組成。照片檔案包含像素、中繼資料、時間戳記、縮圖，以及軟體可以讀取的其他資訊。如果檔案未經加密儲存，任何具備相應檔案存取權限的人都可能開啟它。

加密在儲存或傳輸之前改變檔案。應用程式不會將可讀照片放入備份儲存，而是儲存加密資料。加密版本仍是檔案，但不再像原始照片那樣工作。普通照片檢視器無法理解它。檢視儲存資料的人應當無法判斷影像包含什麼。

因此，加密與普通登入不同。登入控制誰能進入帳號，加密則保護資料本身。即使有人在檢視不應存取的系統層，儲存的備份仍然受到保護。

金鑰是加密發揮作用的關鍵

加密依賴金鑰。金鑰通常不是金屬鑰匙形狀的物件，儘管這是最容易記住的比喻。在密碼學中，金鑰是演算法用於鎖定或解鎖資料的一個非常精確的值。

如果金鑰正確，加密檔案就能解密為原始照片或影片。如果金鑰錯誤，結果就毫無用處。因此，密碼中的細微差異很重要。一個不同字元、一個缺失空格，或大小寫錯誤，都可能產生完全不同的金鑰。

Safety Photo+Video 使用加密密碼作為這一保護模型的一部分。密碼在你的裝置上用於衍生強固的加密金鑰。這樣，應用程式可以處理密碼學金鑰，而你只需保管一個密碼或密碼片語。

為什麼照片和影片使用 AES-256

AES 是 Advanced Encryption Standard 的縮寫，即進階加密標準。它是一種對稱加密演算法，也就是使用同一個秘密金鑰加密和解密資料。對稱加密快速、可靠，適合照片和影片等大檔案。

Safety Photo+Video 使用 AES-256-GCM 加密檔案。256 表示金鑰長度為 256 位元。這構成了極其龐大的金鑰空間；只要金鑰正確生成並受到妥善保護，就遠遠超出透過猜測能夠搜尋的範圍。

GCM 部分同樣重要。AES-GCM 是一種驗證式加密模式，也就是同時完成兩項工作：

• 保持檔案內容私密。
• 幫助檢測加密資料是否遭到修改或篡改。

可以把 AES-256-GCM 看作每個受保護檔案的安全容器。照片或影片以可讀形式進入，以打亂的形式出來，只有具備正確金鑰才能回復。

加密密碼如何變成金鑰

相比原始密碼學金鑰，人們更善於儲存密碼。電腦則需要精確的金鑰材料。金鑰衍生函式將這兩個世界連結起來。

在 Safety Photo+Video 中，加密密碼與 PBKDF2-SHA256 一起用於衍生一個 256 位元主金鑰。簡單來說，應用程式會用一種有意設計、可以重複的方式處理密碼，生成適用於加密的金鑰材料。

這有兩方面意義。首先，應用程式可以使用強金鑰，而不必讓你記住一長串隨機位元組。其次，密碼仍是回復的核心。如果之後輸入同一個正確加密密碼，應用程式就能再次衍生正確的金鑰材料。如果密碼丟失或輸入錯誤，就無法安全解鎖加密圖庫。

因此，加密密碼不只是另一個帳號密碼。它與能否讀取受保護檔案直接相關。

公開金鑰和私密金鑰

公開金鑰和私密金鑰屬於非對稱加密。非對稱加密不是使用一個共享的秘密金鑰，而是使用一對相互關聯的金鑰：

• 公開金鑰可以更公開地分享。
• 私密金鑰必須保密。

一個常見比喻是信箱。只要知道信箱在哪裡，任何人都可以投遞資訊，但只有持有私人鑰匙的人才能開啟信箱、閱讀裡面的內容。

這與 AES 不同。AES 通常用於實際檔案內容，因為它處理大量資料很快。公開金鑰與私密金鑰密碼學常用於較小的資訊、身分檢查、安全金鑰交換，或保護用於解鎖更大加密資料的金鑰。

所以，實際圖景是：AES 保護體積龐大的照片和影片資料，而密碼衍生金鑰及私密金鑰材料決定誰能解鎖或回復存取。公開金鑰部分在特定情況下可安全用於鎖定或驗證，但私密金鑰部分必須謹慎保護。

零知識意味著什麼

零知識意味著服務無需知道圖庫內容，也能儲存它。伺服器可以儲存加密備份、同步狀態、帳號記錄和其他執行資料，卻無法開啟你的私密照片和影片。

在零知識設計中，加密密碼不會離開你的裝置，服務也不儲存解密圖庫所需的金鑰。這建立了穩固的隱私邊界。即使伺服器上存在加密備份資料，沒有正確密碼和金鑰材料，也應保持不可讀。

相應的取捨是回復責任。如果服務看不到密碼，也就不能替你找回。這樣有利於隱私，但也讓密碼儲存習慣變得非常重要。

備份時會發生什麼

介面看起來可能很簡單，但背景會進行多個安全步驟：

• 應用程式準備要備份的照片或影片。
• 在你的裝置上衍生或選擇加密金鑰。
• 使用 AES-256-GCM 加密檔案。
• 上傳或儲存加密版本。
• 備份服務收到的不是可讀原始檔案。

從你的角度，備份可能像普通上傳。從儲存系統的角度，受保護檔案應當呈現為加密資料。這正是目的。備份仍可儲存、同步和回復，但沒有你的金鑰就不應可讀。

回復時會發生什麼

回復沿著相反方向進行。應用程式下載或定位加密備份資料，然後需要正確的加密密碼和金鑰材料來解密檔案。檔案解密後，應用程式才能重新顯示照片或影片。

因此，回復前的準備很重要。帳號幫助應用程式找到備份，裝置和網路幫助取回備份，加密密碼幫助解鎖。缺少其中任何一個環節，都可能使回復變慢、令人困惑，甚至無法完成。

如果支援團隊協助排查問題，他們可以利用帳號資訊、應用程式版本、裝置型號、錯誤訊息和備份狀態。他們不應需要你的加密密碼。保密該密碼，才能維持這一保護模型。

一個簡單的記憶方法

把加密看作一條鏈，就最容易理解：

• 照片或影片最初是可讀資料。
• AES-256-GCM 將它變成加密資料。
• 加密密碼幫助衍生解鎖所需金鑰。
• 公開金鑰可在某些系統中幫助鎖定或驗證。
• 私密金鑰和密碼衍生金鑰必須保密。
• 只有正確的帳號、備份、裝置和金鑰材料重新聚齊，回復才能成功。

目的不是讓備份顯得複雜，而是讓私密備份值得信任。加密正常發揮作用時，檔案可以傳到備份儲存，同時對所有沒有正確金鑰的人保持不可讀。