上一篇「谈 iCloud 进入中国的安全问题」文章发布后竟反响不错，所以笔者决定继续向读者介绍一下苹果在 iMessage、FaceTime、Siri 安全上的设计和实现，讲解的入手角度仍是密码学算法在苹果服务中的应用，希望作为用户的我们读过本文后，能对自己的隐私保护有更好的认识。
苹果为我们提供了极为丰富的互联网服务，例如 iMessage、FaceTime、Siri、iCloud 等等。用户灵活使用这些服务来让自己的生活变得更加便利和多姿多彩，体验到 iOS 设备与 iOS 系统完美融合带来的魅力，这是苹果的核心竞争力之一。在优秀的服务背后，每个用户的隐私保护和安全更是苹果关注的重点。本文着重介绍 iMessage、FaceTime、Siri 的安全性。
iMessage 是苹果公司开发的一款即时通信服务，由苹果前 iOS 软件高级副总裁 Scott Forstall 在 2011 年 6 月 6 日举行的 WWDC 2011 上首度披露。iMessage 允许用户通过 Wi-Fi / 蜂窝数据网络发送文字、语音、图片、视频、地理位置、联系人名片，支持群聊，并能在可信的且为同一 Apple ID 的 iPod touch、iPhone、iPad、Mac 上无缝同步。
iMessage 传递的信息由端到端加密（End-to-end encryption, E2EE）所保护，因此，除发送者与接收者之外的任何人均无法获取 iMessage 的内容，且苹果保证该公司既无法解密其传输的数据，也不会记录信息。
作为大众，一个普遍且通俗的观点是：「我们用着苹果的设备和服务，也通过苹果的服务器发送、接收消息，苹果想查看谁的消息和历史记录岂不是易如反掌的事情？」
不是的！苹果利用优秀密码学算法、安全协议的设计保证着在服务中的应用的高度安全。
具体来说，当用户使用 iMessage 时首先会生成两对公私钥：
公钥和用户的 APN 地址被发送至苹果的目录服务（Apple directory service, IDS），并与用户的电话号码 / Email 地址相关联。
RSA 算法是一种非对称算法，其算法安全性决定于对极大整数做因数分解的难度（不考虑其他多种攻击手段）。目前被攻破的最长的 RSA 挑战数是 768 位，而 iMessage 使用 1280 位，分解难度大约是 RSA-768 的数万倍。目前世界上还没有任何快速可靠的攻击 RSA 算法的方式，只要其钥匙的长度足够长，用 RSA 加密的信息实际上是不能被解破的。
ECDSA 结合和椭圆曲线和数字签名的优势。椭圆曲线公钥系统比相同安全强度的 RSA 计算量小很多，节省时间和计算资源，大约 160 位 ECC 与 1024 位 RSA、DSA 有相同的安全强度。而数字签名技术使用密钥加密、公钥解密，即只有 1 个人可以签名但所有人都可以查看。数字签名与普通签名目的一致：别人无法伪造签名、签名者无法抵赖。
▲ 数字签名算法简化流程
iMessage 文本用 AES 加密，并使用安全性最高的分组密码工作模式：CTR（Counter, 模式基数模式）。对照片、视频、语音等则产生一个随机数作密钥，加密后上传至 iCloud。所有密钥都经过加密和签名。流程如下图所示：
▲ iMessage 信息发送接收流程
接收者从苹果的目录服务中获得公钥和发送方信息，验证后解密还原得到原始消息。至此，一条 iMessage 完成了发送和接收，苹果的目录服务删除所有回话有关内容，如果用户没有在线查看，信息将在目录服务中最多保存 7 天。
Facetime 让我们可以在 Wi-Fi / 蜂窝数据网络环境下与好友进行音视频聊天。与 iMessage 类似，FaceTime 同样使用苹果消息推送服务与用户认证过的设备建立连接。
FaceTime 使用的安全协议包括：
上述协议均是国际标准化协议，具有极高的安全性。其中，「建立会话」过程的密钥用随机数产生，保证密钥的不可预测并防止回放攻击；「音视频流传递」过程中使用 AES-256 加密（安全的对称密码算法和最长的密钥）。在信息传递过程中，双方设备产生随机数，相当于给密钥「加盐」。在高强度密钥的基础上，再给密钥加入更多的不确定性因素（也就是「加盐」的含义）后作为加密密钥，安全性更加有保证。
尽管有时不能完美识别、链接速度较慢，但仍有相当大一部分用户（包括笔者在内）都很喜欢 Siri。通过 Siri，我们可以使用自然语言与手机进行互动，完成搜寻资料、查询天气、设定手机日历、设定闹铃、完成听写等等。
Siri 工作过程中需要联网，发送的内容包括：
所有通信通过 HTTPS 协议完成。HTTPS 简单说是 HTTP 协议的安全版，其安全基础是 SSL。对 HTTPS 各位读者应该不会陌生，对使用网上银行时地址栏中的「https://」有印象吧？没错，Siri 也用的是 HTTPS。
HTTPS 需要向证书授权中心申请 CA 证书（如上图中的 VeriSign 公司），并对通信内容通过 SSL 加密。HTTPS 的目的是在不安全的环境下进行加密传输、身份认证。
Siri 不会多收集用户的个人信息。以地理位置为例，仅当用户使用一些指令时（如推荐身边的商场、电影院等等）才会请求用户的具体位置。在完成用户的请求后，这些内容会在 10 分钟内从服务器上删除。
关于个人信息收集，前一段时间央视炮轰苹果收集用户地理位置信息。苹果很重视用户的个人隐私，并官方网站上明确的写出了如何收集、使用、披露、转让以及存储用户信息的隐私权政策。相关链接参见文末的「关联阅读」。
由于 Siri 可以根据用户的说话习惯和语音语调进行调整，用户的语音在服务器端将保留半年；半年后，保留的语音被去除掉随机产生的用户标示符，用于训练 Siri 以提高识别率；两年后，语音将被彻底删除。
苹果在安全方面的努力有目共睹，尤其是对用户频繁使用的服务，在设计和实现上都提供了很高的安全性，并对于上传的用户信息和这些信息的存储、用途都做了清晰的说明。密码学算法、安全协议、安全策略等等在苹果的各项互联网服务中被广泛应用，始终有效地保证我们用户的数据安全。
笔者对密码学和 iCloud 安全认识有限，文中如有疏漏在所难免，请各位读者批评指正。
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