使用EFS&BitLocker保護自己數據

EFS(Encrypting File System)是Microsoft自Windows XP操作系統推出以來所提供的文件級加密功能。此功能會為文件進行加密，但不影響用戶刪除文件的權限。硬盤格式需為NTFS，操作系統需為Windows家庭版以上方可支援此功能。啟用此功能後，系統會生成一條FEK(File Encryption Key)，然後使用此FEK加密文件，刪除原始未加密的文件，再利用當時用戶的公鑰(public key)，加密剛剛生成的FEK，把加密後的FEK合併儲存在文件中。當用戶讀取文件時，會利用用戶的私鑰(private key)解密文件的FEK，然後使用剛剛解密的FEK對文件進行解密。由於EFS使用對稱加密算法，因此速度很快，適合在敏感文件中啟用這個功能。啟用此功能後，只有登入後才能存取該檔案，不用輸入密碼解密文件，非常方便。即使使用管理員賬號登入或使用其它操作系統嘗試讀取加密文件，亦沒有權限讀取已加密的文件。但需要注意的是，由於此功能是利用用戶的私鑰解密文件，一旦用戶被刪除或不能正常啟動系統，文件便無法讀取，因此建議使用此功能後，用家可以嘗試備份用戶的私鑰，以防意外發生時無法讀取已加密的文件。

BitLocker是Microsoft自Windows Vista操作系統推出以來所提供的硬盤加密功能，能夠加密整個硬盤分區，沒有限制硬盤格式，但僅支援Windows 家庭版以上的操作系統。BitLocker支援使用TPM，密碼以及USB密鑰解密。TPM(Trusted Platform Module)是根據TCG所規範而製作的模塊，主要用於簽註密鑰。由於使用TPM以外的方法啟用BitLocker，將之應用在系統分區時，需要修改註冊表才可使用，因此本文主要討論以TPM方法在系統分區啟用BitLocker的原理，但其主要加密方式大致相近。

當用戶初始化BitLocker時，BitLocker會使用RSA加密方式生成一條SRK(St-

orage Root Key)，把該密鑰儲存在TPM中，並把Firmware、MBR(Master Boot Record)及Bootloader返回給PCR(Platform Configuration Register)，並記下PCR的值。用戶啟用BitLooker後，下次開機時，系統會先把Firmware、MBR及Bootloader傳送給TPM中的PCR，當TPM確認PCR的值與初始化時的值相同時，TPM便會釋放SRK(St-

orage Root Key)，並利用SRK以AES算法解密VMK(Volume Master Key)。由於一個硬盤可以有多個分區。此時系統會利用VMK以AES算法解密系統分區的FVEK(Full Volume Encryption Key)。又由於每個分區都是由不同的扇區組成，因此每個扇區都有不同的Sector Key。最後，系統會利用已解密的FVEK來解密出SectorKey，並使用該Sector Key以AES算法解密當前扇區的內容。當用戶的PCR值發生改變時，即代表Firmwa-

re,MBR或Bootloader發生了修改，此時無法直接進入系統，需要輸入Recovery Pin才能進入系統。

儘管BitLocker和EFS都是Microsoft推出的文件加密功能，但兩者是有分別的。BitLocker加解密時可以不依靠當前操作系統，但EFS要以當前用戶的公鑰私鑰完成加解密。啟用BitLocker需要使用管理員權限，但EFS只需登入用戶即可以完成加密。由於BitLocker會使用到TPM，因此有一定的硬件限制，當硬盤移至新電腦便無法正常讀取，但EFS沒有硬件限制，即使硬盤移到新電腦啟用，只要用戶能夠登入賬號，便能讀取文件。BitLocker以加密硬盤分區為單位，而EFS則以文件為單位。兩者的加密方式，安全策略，硬件要求各有不同，用家應該根據自己的實際情況使用相應的加密功能，從而保護自己的數據。用家亦可以同時使用BitLocker及EFS，從而進一步保護數據。

Reference:

Image1:https://commons.wikimedia.org/wiki/File:EFSOperation.svg

Image2:https://www.itsfun.com.tw/BitLocker/wiki-771153