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对称加密：AES-256 的工作原理
AES（Advanced Encryption Standard）是 2001 年由 NIST 发布的加密标准。AES-256 指的是密钥长度为 256 位，是目前最强的对称加密算法之一。
AES 的加密过程主要分为 4 个步骤：
- SubBytes（字节替换）：每个字节通过 S-Box 替换
- ShiftRows（行移位）：行循环左移
- MixColumns（列混淆）：列内字节相乘混淆
- AddRoundKey（轮密钥加）：与轮密钥异或
// AES-256 工作示意（简化版）
输入：明文 + 256位密钥
执行：14 轮上述运算
输出：密文AES-256 的暴力破解需要尝试 2^256 种可能，按 2026 年的算力需要的时间超过宇宙寿命。
密钥交换：RSA 与 Diffie-Hellman
对称加密的问题是：如何安全地分发密钥？答案就是非对称加密。ProtonVPN 使用 RSA 4096 位密钥进行初始握手：
- RSA 4096：基于大数分解难题
- Diffie-Hellman：基于离散对数难题
- ECDHE：基于椭圆曲线难题（更现代）
WireGuard：现代 VPN 协议
WireGuard 由 Jason Donenfeld 于 2016 年发布，采用最先进的密码学原语，代码量仅为 OpenVPN 的 1/10（约 4000 行）。
WireGuard 使用的关键技术：
- ChaCha20 对称加密：比 AES 在移动设备上更快
- Poly1305 认证：消息完整性验证
- Curve25519 密钥交换：高安全性的椭圆曲线
- Noise 协议框架：简洁的握手流程
Perfect Forward Secrecy 与协议对比
Perfect Forward Secrecy（PFS） 是现代 VPN 的必备特性。即使长期密钥泄露，过去已加密的会话也无法被解密。
各协议对 PFS 的支持情况：
| 协议 | 加密算法 | PFS 支持 | 速度 |
|---|---|---|---|
| WireGuard | ChaCha20 | ✓ | 极快 |
| OpenVPN UDP | AES-256-GCM | ✓ | 快 |
| IKEv2 | AES-256-GCM | ✓ | 快 |
| L2TP/IPSec | 3DES/AES | 部分 | 中等 |
ProtonVPN 的实践
ProtonVPN 默认使用 WireGuard 协议，自动启用 PFS，每次连接生成新的临时密钥。所有这些技术共同确保您的网络通信绝对安全。