IM系统服务端消息加解密方案

IM系统中信息可能涉及隐私或秘密，安全显得尤为重要，怎么确保信息的安全呢？

端到端加密是最安全的，只有聊天双方知道具体是什么消息，传输链路和消息服务器端都不知道消息内容。但是端到端加密在有些场景不适用，比如大规模群聊就不太好办。另外基于某些合规性要求，端到端加密也不合适。

如果不采用端到端加密，消息的加密就分为网咯传输加密和服务端存储加密两部分。

传输过程，tcp长连接可以采用ssl协议（当然也可以自己实现加密），websocket采用wss协议。

难点变成了消息在服务端测的安全问题。消息在服务器端的路由过程怎么加密， 存储怎么加密？

IM系统后台逻辑很复杂，涉及众多模块，中间还有消息总线、缓存、数据库等中间件。每个环节消息都需要以密文形式呈现，否则很容易泄漏。

第一反应是简单写个加密算法如AES对数据进行加密解密就搞定了。但是这样存在一个非常大的隐患。密码怎么保存？

日防夜防，家贼难防。写代码的程序员，部署系统的运维人员都可能拿到密码，如果密码写在配置文件里，会与更多人得到密码，比如能够访问git仓库的人……总之，这种方式非常不安全。

因此，一套完善的加密系统显得尤为重要。

加解密系统结构如下图，主要包括4部分。1、加解密服务，2、加解密管理服务，3、加密服务器，4、秘钥存储库。

1、加解密服务。

以HTTP，TCP等方式对业务系统提供加密、解密、转加密等服务，提供加密服务器的负载均衡能力。同时提供业务系统可以直接使用的SDK。加解密服务以IP白名单+App_Key/App_Secret组合的方式对外提供访问授权，确保只有授权的系统才能访问

2、加解密管理服务。

核心是提供密码生成、管理等服务（密码是以加密后形式展示，只有加密服务器才能解密）。以及一些管理配置等功能

3、加密服务器

提供加密、解密的能力。加密服务器内置多种加密算法，通过超级秘钥（root key），实现对加解密秘钥（business key）的加密解密；通过加解密秘钥（business key）实现业务数据的加解密。超级秘钥（root key）被拆成3部分保存在秘钥卡或U盘中。

4、秘钥存储库

以密文形式存储加密机生成的加解密秘钥（business key），秘钥只有加解密服务器能解密。

整个加密方案涉及几个主要流程

1、加解密服务器初始化（或配置参数）

（1）启动加解密服务器，插入3张秘钥卡（U盘）

（2）加解密服务器已内置的算法（加密芯片）对root key进行加密，缓存到内存服务器管理系统，同时保存的机器存储介质。因此，内存及存储上的数据处于密文状态。

（3）根据root key初始化business key加解密服务

（4）初始化业务数据加解密服务

2、生成加解密秘钥（business key）

（1）通过加解密管理服务，为即将生成的秘钥起名（名字及秘钥索引号），向加解密服务器发出生成秘钥的命令。

（2）加解密服务器随机生成business key，通过root key进行加密。把加密后的business key返回，关联秘钥索引号，并保存到秘钥存储库。

3、加密及解密业务数据

（1）业务系统调用加解密服务，传入 秘钥索引号、算法以及业务数据

（2）加解密服务调用加密服务器，传入加密后的business key、算法以及业务数据

（3）加密服务器完成加密，并返回结果

加密系统的核心要点是：业务数据和加密服务隔离，算法和秘钥隔离。

（编辑：威海站长网）

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