0x00 描述
现在所有的公共网盘，都是没有对文件进行加密的。也就是说，所有的私人数据，都是明文存储在对方的服务器上的啦。
这种方式虽然方便，但是安全性实在没有什么保障啊！
所以啊，真正合适的做法是，对于存储在云上的文件要进行加密，这样的话就算文件被窃取了，别人也无法读取啊（想想冠希哥）。
0x01 加密算法
在密码学里，安全方案要保证文件的三个特性：
1、可用性
2、机密性
3、完整性
可用性，就是指文件需要时可以被用户使用，文件不能损坏导致无法使用。
机密性，就是指文件不能被没有授权的人读取（再次想想冠希哥）。
完整性，就是文件必须是完整的没有被篡改和丢失。
团队项目给予用户两种对称加密算法：3DES（就是DES运算3次）,AES。
这里又提到了一个密码学概念，就是对称加密。
对称加密就是指加密和解密使用同一个密钥啦。
那么有对称自然有非对称了，典型的非对称算法有：RSA和ECC。
非对称就是加密和解密使用不同的密钥，公钥用来加密，私钥用来解密。但是啊，非对称加密算法虽然在安全性上做的非常不错，但是计算效率实在太低了，除非对安全性有非常高的要求，而且加密的内容也不多，才会用到哦。
0x02 密钥保存方法
好了，确定了加密算法，那么要怎么在服务器上面保存文件的加密密钥呢？
这里提到了加密密钥的安全性问题，要知道，现代密码学体系里，最核心的问题，就是与密钥相关的生成、管理和分配。丢了加密过的文件没关系，丢了或者泄露了密钥，整个安全体系都会变的不安全啦。
加密密钥肯定是保存在服务器上的啦，但是能不能明文存储呢？显然是不应该的。
服务器明文存储密钥，那么当服务器被人从外部攻破之后，用户的密钥被窃取，黑客很容易就能对文件进行解密！典型的案例请参考csdn密码泄露事件。
那么服务器既然不能明文存储，那么就肯定需要对密钥进行一些处理了。
这个处理就是hash（哈希）算法（又名单向散列算法）。
哈希算法能做到，对不同的输入，能对生成不同的固定位数的输出。
典型的算法有：MD5,SHA系列。
比如以MD5为例：
输入:aaa
输出：47BCE5C74F589F4867DBD57E9CA9F808
输入：123456
输出：E10ADC3949BA59ABBE56E057F20F883E
哈希算法又名单向散列算法，意思是指，通过输出的散列值，是不能计算得出加密内容的。整个过程是单向的，不可逆的。
那么好，只要用哈希算法对密钥进行加密，就算黑客得到了加密后的值，也无法得到原本的密钥。
0x03 简单过程
简单的加密保存过程如下所示：
1、用户选择需要上传的文件，并填写加密密钥
2、密钥的MD5散列值从用户端传到主服务器，主服务器存入数据库。
3、用户端使用密钥加密文件按并分片传送到存储节点。
文件下载时，用户需要提供正确的密钥才能通过下载验证。
似乎这就可以了？没那么简单哦。
加密算法对于密钥的长度可是有要求的（比如DES是56位，AES的话是128,192,256位的都有），但是不可能要求用户输入固定位数的密码啊。
所以啊，为了得到统一长度的密码，我们还要借助hash算法的特性，就是生成的字符串是固定位数的哦。
那么对明文密钥进行一次hash之后才能作为加密算法的加密密钥才行。
还有一些问题，下面一个个来讨论。
0x04 服务器的安全性
服务器安全吗？
在刚刚发生的openssl漏洞的时候，这真是一个难以说的清楚的问题。
那么既然服务器都不安全的话，好的安全方案自然也要考虑，如果服务器也不安全的话，该怎么办呢？
在安全性方面，我们认为存储节点是不安全的，那么存储节点就不能保存任何密钥，只能保存文件。
其次，主节点安全性要高级很多，但是，主节点依然不能完全信任。
任何存储在主服务器上的密钥都应该是经过加密过后的。明文存储非常不安全。
在安全云存储系统的设计上，并没有使用哈希加密来存储文件密码，而是利用用户的唯一登陆密钥，来加密文件密钥存入数据库。
这样一来，就算数据库被黑客拿到了，如果没有用户的密钥，是难以造成较大的破坏的。
0x05 通信的安全性
用户、主节点、存储节点都是接入在开放的互联网上的，所有他们之间传输的数据包会很容易的被人拦截下来。
那么，基本可以认为三者之间的通信信道是不安全的。
在这种不安全的信道下，要做的最重要的事情就是防止重传攻击。
当前TCP/IP的底层已经做了一些加密方案，但是这些方案都是公开的， 很难保证其安全性。（openssl事件）
所以，自己设计一个加密通信协议也是很有必要的。
首先是用户和服务器节点间的通信，文件数据自然是在用户加密过后通过信道上传的，主要问题在于密钥的传输上面。
当传输密钥（经过hash）到主节点服务器的时候，采用非对称加密（如RSA）将是一个很好的方法。
其次，是主服务器和存储节点通信的时候，如果有一个共有的标识，使其能进行双向的认证就好了。双向认证的数据通信，都要采用非对称加密。
以下是整个通信的流程图：
