WhatsApp 如何启用端到端加密备份数据

翻译自 Facebook Engineering https://engineering.fb.com/2021/09/10/security/whatsapp-e2ee-backups/

多年来，为了保护人们的隐私信息，WhatsApp 默认提供了端到端加密，只有发送者和接收者才能看到消息，传输中间其他人无法看到。现在，我们计划同样提供这种端到端加密来保护他们的 WhatsApp 备份。

人们已经可以通过现有的 Google Drive 和 iCloud 等基于云的服务来备份他们的 WhatsApp 历史消息记录。WhatsApp 无权访问这些备份，它们由单独的基于云的存储服务保护。

但是现在，如果人们选择启用端到端加密 (E2EE) 备份一旦可用，WhatsApp 和备份服务提供商（云）都将无法访问他们的备份或备份加密密钥。

E2EE 备份的工作原理

生成加密密钥和密码

为了启用 E2EE 备份，我们开发了一个全新的加密密钥存储系统，适用于 iOS 和 Android。启用 E2EE 备份后，备份将使用唯一的、随机生成的加密密钥进行加密。人们可以选择手动或使用用户密码来保护密钥。当有人选择密码时，密钥存储在备份密钥保管库中，该密钥保管库基于称为硬件安全模块 (HSM) 的组件构建-可用于安全存储加密密钥的专用安全硬件。当帐户所有者需要访问他们的备份时，他们可以使用他们的加密密钥访问它，或者他们可以使用他们的个人密码从基于 HSM 的备份密钥库中检索他们的加密密钥并解密他们的备份。

基于 HSM 的备份密钥保管库将负责强制执行密码验证尝试，并在尝试访问密钥失败的次数有限后使密钥永久无法访问。这些安全措施可防止暴力尝试检索密钥。WhatsApp 只会知道 HSM 中存在一个密钥。它不会知道密钥本身。

将密钥存储在备份密钥保管库中

WhatsApp 的前端服务 ChatD 处理客户端连接和客户端-服务器身份验证，并将实施一个协议，将密钥发送到 WhatsApp 的服务器和从 WhatsApp 的服务器发送的备份。客户端和基于 HSM 的 Backup Key Vault 将交换加密消息，ChatD 本身无法访问其内容。\

基于 HSM 的备份密钥保管库将位于 ChatD 之后，并为备份的加密密钥提供高度可用和安全的存储。备份本身将作为连续数据流生成，并使用生成的密钥使用对称加密进行加密。启用 E2EE 备份后，在加密后，可以将备份存储在设备之外（例如，存储到 iCloud 或 Google Drive）。

WhatsApp 为超过 20 亿人提供服务，该产品的核心挑战之一是确保基于 HSM 的备份密钥库可靠运行。为帮助确保系统始终可用，基于 HSM 的 Backup Key Vault 服务将在地理上分布在多个数据中心，以在数据中心中断时保持其正常运行。

备份可以使用 64 位加密密钥进行端到端加密。

还可以使用密码保护备份，在这种情况下，加密密钥将保存到基于 HSM 的备份密钥库。

基于 HSM 的 Backup Key Vault 和加密解密过程

当帐户所有者使用个人密码来保护其端到端加密备份时，基于 HSM 的备份密钥保管库将对其进行存储和保护。

当有人想要检索他们的备份时：

1. 他们输入自己的密码，该密码经过加密，然后由 Backup Key Vault 进行验证。

2. 验证密码后，Backup Key Vault 会将加密密钥发送回 WhatsApp 客户端。

3. 有了密钥，WhatsApp 客户端就可以解密备份。

或者，如果帐户所有者选择单独使用 64 位密钥，他们将必须自己手动输入密钥以解密和访问他们的备份。

E2EE 备份将在未来几周内在 iOS 和 Android 上可用。查看端到端加密备份白皮书，了解有关技术细节的更多信息。