浏览器网址栏中的小挂锁故事

每当我们在浏览器的网址栏中看到的小挂锁，以及使用应用程序、电子邮件和消息传递时，都依赖于一种称为“传输层安全性”或TLS的协议。这个协议可确保我们上网的安全性。

这个小挂锁的背后，代表着加密代码，可确保我们与浏览中网站之间的数据传输安全。
TLS的安全性包括三个方面：身份验证，加密和完整性。身份验证，确保数据的去向安全；加密，代表你输入的内容不会用在其他地方；完整性，表示内容不会在中途被篡改。

美国技术公司 Mozilla 的首席技术官埃里克·雷斯科拉（Eric Rescorla）在电子邮件中对Horizon Magazine 说：“这是互联网上最受欢迎的安全协议，基本上可以保护每笔电子商务的安全交易。”

在过去二十年中，TLS进行了五次大更新，以适应复杂的在线攻击。此后，许多专家认为，最新版本的TLS1.2 在可预见的将来是足够安全的，由于有着像巴黎法国国家数字科学技术研究院（INRIA）的Karthikeyan Bhargavan （巴尔加万）博士及其同事的研究人员们支持着。

研究人员一直在研究提高软件应用程序安全性的方法，作为 CRYSP 项目的一部分。通常，软件开发人员依赖 TLS，就像建筑工人依赖着支架结构一样。也就是说，他们认为安全是理所当然的。

但是，为了提高软件级别的安全性，巴尔加万博士和其同事必须彻底检查有关 TLS1.2 的基本假设（没有严重缺陷）是否合理。

他说：“在某个时候，我们意识到事情不对劲。”

在发现了一些不稳定的代码行之后，研究人员与微软研究院合作，扮演了黑客的角色，对该协议进行了一些模拟攻击，以测试其漏洞程度。这些攻击表明，有可能成为互联网用户与服务提供商（例如Google）之间的“中间人”，从而窃取该用户的数据。

巴尔加万博士解释说：“这将是一系列相当复杂的行动。” “通常，中间人必须向每个演员发送奇怪的消息，以诱使他们进入代码的错误部分。” 他说：“我成功地进行了中间人攻击，有可能窃取到某人的付款细节；或者我可以假装自己是苹果或谷歌，通过软件更新下载（插入）恶意软件以访问人们的电脑。”

这样的黑客将需要有如政府机构这样的专业知识和强大的计算能力，并且需要接近关键角色的一些物理基础设施。但是，促进互联网标准的国际组织互联网工程任务组（IETF）认为威胁足够严重，需要使用新版本的加密协议。

巴尔加万博士指出，他并不是唯一提出修订建议的计算机科学家。他说，其他四个或五个研究小组发现了当前协议存在的问题，在良好的竞争之中相互推动。不过他说，他的团队发现了TLS1.2 中一些最令人惊讶的缺陷，他认为这可能是该协议中“压垮骆驼的最后一根稻草”。

在IETF工作组的监督下，他的小组也是互联网社区内部广泛合作的一部分，目的是使用现代算法和技术构建更安全、更可靠的中间人 TLS 1.3。

TLS 1.3于2018年8月正式启动。之后，就被主要的互联网浏览器（例如 Mozilla Firefox 和 Google Chrome）等采用。那么，互联网用户安全了多少呢？

的确，TLS并非大多数在线安全漏洞的罪魁祸首。通常，由于软件中的错误或人为错误，个人数据就会落入错的人手中。但是Bhargavan博士认为，知道底层协议是安全的，就可以放心。他说：“这不能完全保证，但只要您点击小挂锁，你就能对安全性有一定的信心 – 这是最基本。”

此外，互联网用户要担心的不只是黑客。自2013年以来，美国国家安全局承包商前雇员爱德华·斯诺登的泄密，也让许多人担心国家情报和大型企业积累的个人数据量。

TLS 1.3 在设计时，也考虑到斯诺登的话，通过对用户数据和元数据进行加密，为某些类型的这种基于网络的普遍监视提供了方便。它还可以防止追溯解密——即先前版本的弱点之一。

巴尔加万博士说，在IETF工作组中，关于防止监视是否是TLS的目标之一进行了长时间的讨论。他说，答案最终是肯定的。

为了软件安全，巴尔加万博士和他的同事正在构建一个经过完全验证的密码代码库 – HACL *，其他开发人员可以在构建新软件时参考里面的内容。在一个称为CIRCUS的项目中，他们还创建了一个易于遵循的参考范例，告知开发人员如何在不引入安全故障的情况下将软件组合在一起。

最终的高安全性软件已经被 Mozilla 和 Microsoft 的开发人员所采用。

最后，他的目标并非要确保在网络世界中的所有安全，而是要在高度复杂的计算机系统中，找到最安全的位置。 “我认为我们永远无法达到对所有内容进行验证的地步，但我们可以找到最安全的一个篮子，可以在里面放入密钥，密码和财务数据。”

本文中的研究由欧洲研究理事会资助。 Bhargavan博士因“对欧洲乃至整个欧洲的社会影响力”而获得了2019年 Horizon Impact Award 。英文内容出处：Horizon, the EU Research and Innovation magazine