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Signal (軟件)

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Signal
截圖
Signal的截圖
Signal Android版本4.52的屏幕截圖（2019年12月）
開發者
首次發布2014年7月29日，​10年前​（2014-07-29）[1][2]
當前版本
  • 7.11（2024年5月18日；穩定版本；IOS）[3]
  • 7.8.1（2024年5月16日；穩定版本；Android）[4]
  • 7.9.0（2024年5月15日；穩定版本；個人電腦）[5]
  • 7.18.0（2024年9月24日；穩定版本）[6]
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源代碼庫
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平台
類型加密即時通訊及語音通話（英語：Voice calling）
許可協議
網站signal.org/zh_TW/ 編輯維基數據

Signal是由Signal技術基金會和Signal Messenger LLC開發的跨平台加密消息服務。Signal經互聯網傳送一對一及群組訊息，訊息可包含圖像及影片，它還可以用來經互聯網作一對一及群組語音通話。

Signal使用標準的流動電話號碼作為標識符，並使用端到端加密來保護與其他Signal用戶的所有通信。這些應用程序包括一些機制，通過這些機制，用戶可以獨立驗證其聯繫人的身份和數據通道的完整性[12][13]。

所有Signal軟件都是自由及開源的。用戶端是按GPLv3授權的自由及開放源碼軟體[8][9][10]，而服器端的程式碼則按AGPLv3發佈[11]。Signal之正式版軟件通常使用了Google專營的Google Play服務（被預裝在大多數Android設備中），但它亦被設計為可在無Google Play服務的環境中運行。Signal在Android、iOS操作系統，和Windows、macOS、Linux等桌面操作系統均有正式版的客戶端軟件[14]。

非營利組織Signal基金會於2018年2月成立， Brian Acton 提供了初期5000萬美元之初始資金[15]。自2021年1月，Signal已獲得超過1億5百萬之下載總量，並且該軟件擁有約4千萬月活躍用戶[16]。目前（2021-2-14），Signal已被安裝於超過5千萬台Android設備上[17]。

歷史

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2010–2013年：起源

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Signal是RedPhone加密語音呼叫應用程序和TextSecure加密短信程序的後繼產品。RedPhone和TextSecure的測試版最初由Whisper Systems於2010年5月推出[18]，Whisper Systems是一家由前twitter安全研究員Moxie Marlinspike和機器人專家Stuart Anderson共同創立的創業公司[19]

2013–2018: Open Whisper Systems

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Open Whisper Systems的網站於2013年1月啟動[20]。

2018-至今：Signal技術基金會

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2018年2月21日，Moxie Marlinspike 和WhatsApp聯合創始人Brian Acton宣布成立Signal Technology Foundation，這是一個非營利組織，其使命是「支持、加速和擴大 Signal 進行私人通信的使命可訪問且無處不在」。阿克頓以 5000 萬美元的資金創立了基金會，並在 2017 年 9 月離開 WhatsApp 的母公司 Facebook 後成為基金會的執行主席。馬林斯派克繼續擔任 Signal Messenger 的第一任首席執行官。截至 2020 年，Signal 完全依靠捐贈，作為非營利組織。

2022 年1月10日，Moxie Marlinspike 宣布辭去 Signal Messenger 首席執行官一職。他繼續留在Signal董事會，Brian Acton自願在尋找新首席執行官期間擔任臨時首席執行官。

功能

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Signal允許用戶與iOS和Android上的其他Signal用戶進行語音和視頻通話[21]。所有通話都是通過Wi-Fi或數據連接進行的（數據費除外）是免費的，包括長途電話和國際長途電話[22]。Signal還允許用戶通過Wi-Fi或數據連接向iOS，Android和桌面應用程序上的其他Signal用戶發送文本消息，文件[23]，語音注釋，圖片，GIF[24]和視頻消息。該應用程序還支持群組消息傳遞。

Signal 用戶之間的所有通信會話都會自動進行端到端加密（加密密鑰在設備上生成和存儲，而不是在服務器上）。[25]為了驗證通信對方確實是他們聲稱的人，Signal 用戶可以比較密鑰指紋（或掃描二維碼）帶外（英語：Out-of-band data）。[26]該平台採用首次使用信任（英語：Trust on first use）機制，在通信對方的密鑰發生變化時通知用戶。[26]

直到 2023 年，Android 用戶可以選擇將 Signal 作為默認的短信/彩信應用程序，從而除了標準的端到端加密 Signal 消息外，還可以發送和接收未加密的短信。[27] 然後，用戶可以使用相同的應用程序與沒有 Signal 的聯繫人進行通信。[27] 截至 2022 年 10 月，由於安全和隱私問題，此功能已被棄用，並於 2023 年被移除。[28][29]

TextSecure 允許用戶設置一個密碼來加密本地消息數據庫和用戶的加密密鑰。[30]這不會加密用戶的聯繫人數據庫或消息時間戳。[30] Android 和 iOS 上的 Signal 應用程序可以使用手機的 PIN 碼、密碼或生物識別進行鎖定。[31] 用戶可以定義「屏幕鎖定超時」時間間隔，以便在手機丟失或被盜時提供額外的保護機制。[26][31]

Signal 具有定時發送消息的功能。[32] 此外，消息可以附加計時器，[33]以便自動從發送方和接收方的設備中刪除消息。[33] 保留消息的時間段可以在 5 秒到 1 周之間，[33] ���且在每個接收者閱讀完他們的消息副本後開始計時。[34] 開發人員強調，這旨在成為「所有參與者都希望自動執行最小數據清理的對話的協作功能，而不是接收者是對手的情況」。[33][34]

Signal 的應用程序圖標可以使用各種顏色主題進行自定義，應用程序名稱也可以自定義。[35]即將推出的功能包括隱藏劇透[36] 以及通過二維碼添加其他用戶。[37]

默認情況下，Signal 會將用戶的聊天記錄排除在未加密的雲備份之外。[38]

Signal具有對已讀回執和鍵入指示符的支持，兩者均可禁用[39][40]。

Signal允許用戶自動模糊照片中人物的臉部，以保護其身份。[41][42][43][44]

Signal 包含一個加密貨幣錢包功能，用於存儲、發送和接收應用內付款。[45]除了某些地區和國家/地區外，[45]該功能已於 2021 年 11 月在全球範圍內啟用。[46] 截至2022年1月 (2022-01)，唯一支持的支付方式是MobileCoin（英語：MobileCoin）。[45]

2024 年 2 月，Signal 在其測試版應用程序中添加了用戶名功能。這是一項隱私功能，允許用戶在不共享電話號碼的情況下與他人通信。[47][48]

局限性

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Signal 要求用戶提供電話號碼進行驗證，[49]從而無需用戶名或密碼，並方便聯繫人查找（見下文）。[39] 該號碼不必與設備 SIM 卡上的號碼相同；它也可以是 VoIP 號碼[49] 或固定電話號碼，只要用戶能夠接收驗證碼並擁有單獨的設備來設置軟件即可。一個號碼一次只能在一個移動設備上註冊。[50] 帳戶註冊需要 iOS 或 Android 設備。[51][52]

這種與電話號碼的強制連接（Signal 與 WhatsApp、KakaoTalk 等共享的功能）被批評為注重隱私的用戶的一個「主要問題」，因為他們不願意透露自己的私人號碼。[39] 一種解決方法是使用輔助電話號碼。[39]選擇一個可公開更改的用戶名而不是共享自己的電話號碼是用戶廣泛要求的功能。[39][53][54]此功能已於 2024 年 2 月添加到 Signal 的測試版中。[55]

使用電話號碼作為標識符也可能會造成安全風險，因為攻擊者可能會盜用電話號碼。[39]2022 年 8 月，至少有一名用戶遭到攻擊，攻擊方式與此類似，但攻擊是通過Signal短信服務提供商執行的，而不是任何用戶的提供商。[56]可以通過啟用Signal的註冊鎖功能來降低這種攻擊的威脅，該功能是一種雙因素身份驗證形式，要求用戶輸入PIN碼才能在新設備上註冊電話號碼。[57]

將Signal桌面版鏈接到移動設備時，對話歷史記錄不會同步；Signal桌面版上只會顯示新消息。[58]

實用性

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參見：實用性測試

2016 年 7 月，互聯網協會發布了一項用戶研究，評估了Signal用戶檢測和阻止中間人攻擊的能力。[13] 該研究得出結論，28 名參與者中有 21 名未能正確比較公鑰指紋以驗證其他Signal用戶的身份，並且這些用戶中的大多數人認為他們已經成功了，而實際上他們失敗了。[13] 四個月後，Signal 的用戶界面進行了更新，以簡化驗證其他Signal用戶身份的過程。[59]

2023 年，法國政府正在推動採用名為Olvid的歐洲加密消息傳遞應用程序來替代Signal和WhatsApp，作為其安全的通信平台。[60]

架構

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加密協議

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主條目：Signal協議

Signal消息使用Signal協議（曾稱作 TextSecure 協議）進行加密。該協議結合了雙棘輪算法、預共享密鑰和擴展三元迪菲-赫爾曼 (X3DH) 握手。[61][62]它使用Curve25519、AES-256和HMAC-SHA256作為基元（英語：Cryptographic primitive）。[12] 該協議提供機密性、完整性、身份驗證、參與者一致性、目標驗證、前向保密、後向保密（又稱未來保密）、因果關係保留、消息不可鏈接性、消息否認（英語：Deniable authentication）、參與否認和異步性。[63]它不提供匿名性保留，並且需要服務器來中繼消息和存儲公鑰材料。[63]

Signal協議還支持端到端加密群聊。群聊協議是成對雙棘輪和多播加密（英語：Multicast encryption）的組合。[63] 除了單對單協議提供的屬性外，群聊協議還提供發言者一致性、亂序彈性、丟棄消息彈性、計算平等、信任平等、子群消息傳遞，以及可收縮和可擴展的成員資格。[63]

2014 年 10 月，波鴻魯爾大學 的研究人員發表了對 Signal 協議的分析。[12]除其他發現外，他們還提出了對該協議的未知密鑰共享攻擊（英語：Unknown key-share attack），但總的來說，他們發現它是安全的。[64] 2016 年 10 月，來自英國牛津大學、澳大利亞昆士蘭科技大學和加拿大麥克馬斯特大學的研究人員發表了對該協議的正式分析。[65][66] 他們得出結論，該協議在密碼學上是可靠的。[65][66] 2017 年 7 月，波鴻魯爾大學 的研究人員在對群組信使的另一項分析中發現了對 Signal 群組協議的純理論攻擊：知道群組秘密 ID 的用戶（由於以前是群組成員或從成員的設備中竊取了它）可以成為該群組的成員。由於無法猜測群組 ID，並且此類成員更改會顯示給其餘成員，因此在不被發現的情況下很難執行此類攻擊。[67]

截至2018年8月 (2018-08)，Signal 協議已在WhatsApp、Facebook Messenger、Skype[68]和Google Allo[69]中實現，使得「全球超過 10 億人」的對話能夠進行端到端加密。[70] 在 Google Allo、Skype 和 Facebook Messenger 中，默認情況下不使用 Signal 協議加密對話；它們僅在可選模式下提供端到端加密。[38][71][68][72]

直到 2017 年 3 月，Signal 的語音通話都使用SRTP和ZRTP（英語：ZRTP）密鑰協商協議進行加密，該協議由菲爾·齊默爾曼開發。[73][74] 2017 年 3 月，Signal過渡到新的基於WebRTC的呼叫系統，該系統引入了進行視頻通話的功能。[75]Signal的語音和視頻通話功能使用Signal協議通道進行身份驗證，而不是ZRTP。[76][77][21]

身份驗證

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為了驗證通信方確實是他們聲稱的人，Signal 用戶可以比較密鑰指紋（或掃描二維碼）帶外（英語：Out-of-band data）。[26]該平台採用首次使用信任（英語：Trust on first use）機制，以便在通信方的密鑰發生變化時通知用戶。[26]

本地存儲

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應用程序在接收和解密消息後，會將它們本地存儲在每個設備上的SQLite數據庫中，該數據庫使用SQLCipher加密。[78]此數據庫的加密密鑰也存儲在本地，如果設備已解鎖，則可以訪問該密鑰。[78][79]2020 年 12 月，Cellebrite（英語：Cellebrite）發表了一篇博文，宣布他們的一款產品現在可以訪問此密鑰並使用它來「解密 Signal 應用程序」。[78][80] 科技記者後來發表文章，報道了Cellebrite如何聲稱有能力「侵入 Signal 應用程序」和「破解 Signal 的加密」。[81][82]後一種解釋遭到了一些專家的反駁，[83] 以及 Signal 的代表，他們表示 Cellebrite 最初的帖子是關於訪問「他們實際擁有的已解鎖 Android 手機」上的數據，並且他們「可以打開應用程序查看消息」。[84][85]類似的提取工具也存在於iOS設備和Signal桌面版上。[86][87]

伺服器

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Signal依賴於由Signal Messenger維護的集中式服務器。 除了路由Signal的消息外，服務器還有助於發現同時也是Signal用戶註冊的聯繫人以及自動交換用戶的公鑰。 默認情況下，Signal的語音和視頻通話是雙方的點對點直接連接[21]。如果呼叫者不在接收者的通訊簿中，則將呼叫路由通過服務器以隱藏用戶的IP地址[21]。

聯繫人發現

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服務器存儲註冊用戶的電話號碼、公鑰材料和推送令牌，這些都是建立呼叫和傳輸消息所必需的。[88] 為了確定哪些聯繫人也是 Signal 用戶，用戶聯繫電話號碼的密碼散列會定期傳輸到服務器。[89] 然後，服務器會檢查這些散列是否與任何註冊用戶的 SHA256 散列匹配，並在找到任何匹配項時通知客戶端。[89] 之後，散列的號碼將從服務器中丟棄。[88] 2014 年，Moxie Marlinspike 寫道，由於電話號碼的有限原像空間（所有可能散列輸入的集合），因此很容易計算出所有可能散列輸入到散列輸出的映射並反轉映射，並且「實用的隱私保護聯繫人發現仍然是一個未解決的問題」。[90][89] 2017 年 9 月，Signal 的開發人員宣布，他們正在研究一種方法，使 Signal 客戶端應用程序能夠「有效且可擴展地確定其地址簿中的聯繫人是否是 Signal 用戶，而無需向 Signal 服務透露其地址簿中的聯繫人」。[91][92]

元數據

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所有客戶端-服務器通信都受到 TLS 的保護。[74][93] Signal 的開發人員斷言，他們的服務器不會保留有關誰在何時給誰打電話的日誌。[94] 2016 年 6 月，Marlinspike 告訴《The Intercept》，「Signal 服務器存儲的最接近元數據的信息是每個用戶最後一次連接到服務器的時間，並且此信息的精度降低到天，而不是小時、分鐘和秒」。[38] 群組消息傳遞機制的設計使服務器無法訪問成員列表、群組標題或群組圖標。[95] 相反，群組的創建、更新、加入和離開由客戶端完成，客戶端以與傳遞一對一消息相同的方式將成對消息傳遞給參與者。[96][97]

互聯

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Signal 的服務器架構在 2013 年 12 月至 2016 年 2 月期間是互聯（英語：federation）的。2013 年 12 月，宣布 Signal 使用的消息傳遞協議已成功集成到基於 Android 的開源操作系統 CyanogenMod 中。[98][99][100] 從 CyanogenMod 11.0 開始，客戶端邏輯包含在一個名為 WhisperPush 的系統應用程序中。據 Signal 的開發人員稱，Cyanogen 團隊為 WhisperPush 客戶端運行他們自己的 Signal 消息傳遞服務器，該服務器與主服務器聯合，以便兩個客戶端可以相互交換消息。[100] WhisperPush 源代碼在 GPLv3 許可下可用。[101] 2016 年 2 月，CyanogenMod 團隊停止了 WhisperPush，並建議其用戶切換到 Signal。[102] 2016 年 5月，Moxie Marlinspike 寫道，與 CyanogenMod 服務器的聯合降低了用戶體驗並阻礙了開發，並且他們的服務器可能不會再次與其他服務器聯合。[103]

2016 年 5 月，Moxie Marlinspike 要求名為 LibreSignal 的第三方客戶端不要使用 Signal 服務或 Signal 名稱。[103] 結果，LibreSignal 項目在 2016 年 5 月 24 日發布公告稱該項目已「放棄」。[104] LibreSignal 提供的功能隨後被 Marlinspike 整合到 Signal 中。[105]

許可

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適用於 Android、iOS 和桌面的 Signal 客戶端的完整 源代碼 在 GitHub 上以 自由軟件許可證 的形式提供。[8][9][10] 這使得有興趣的人士可以檢查代碼並幫助開發人員驗證一切是否按預期運行。它還允許高級用戶編譯他們自己的應用程序副本，並將它們與 Signal Messenger 分發的版本進行比較。2016 年 3 月，Moxie Marlinspike 寫道，除了由於缺乏 Gradle NDK 支持而未與項目構建一起編譯的一些共享庫外，Signal for Android是可重現的。[106] Signal 的服務器是部分開源的，但由於安全原因，服務器軟件的反垃圾郵件組件是專有的並且是閉源的。[11][107]

事件

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主條目：2021年社交移民潮

由於Facebook在2021年1月7日更新了WhatsApp的隱私條款[108]，新的隱私協議規定（除歐盟外）WhatsApp將在2021年2月8日與Facebook共享包括但不限IP地址，手機號等用戶數據，這導致Signal的排名在不少國家的Google Play和App Store的應用排行榜急劇上升。[109][110]

爭議

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Signal應對伊朗政府封殺提出了TLS代理方案，此方案在2021年2月7日被被曝出重大漏洞，會泄漏 DNS 和 API 請求[111][112]，隨後其TLS代理在Github的「問題」功能被關閉，引起批評。[113][114][115]

地區限制

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參見：防火長城和中華人民共和國網絡審查
  默認啟用 Signal 域名偽裝的國家/地區
  屏蔽 Signal 的國家/地區（2021 年 3 月）

2016 年 12 月，埃及屏蔽了對 Signal 的訪問。[116] 作為回應，Signal的開發人員在其服務中添加了域名偽裝。[117] 這使得特定國家/地區的 Signal 用戶可以通過使其看起來像是在連接到不同的互聯網服務來規避審查。[117][118] 截至2022年5月 (2022-05)，Signal的域名偽裝在埃及、阿聯酋、阿曼、卡塔爾、伊朗、古巴、烏茲別克斯坦和烏克蘭默認啟用。[119]

截至2018年1月 (2018-01)，Signal 在伊朗被屏蔽。[120][121]Signal的域名偽裝功能依賴於 Google App Engine (GAE) 服務。[121][120]這在伊朗不起作用，因為 Google 為了遵守美國制裁，屏蔽了伊朗對 GAE 的訪問。[120][122]

2018 年初，Google App Engine 進行了一項內部更改，停止了所有國家/地區的域名偽裝。由於此問題，Signal進行了一項公開更改，使用 Amazon CloudFront 進行域名偽裝。但是，AWS 也宣布他們將對其服務進行更改以防止域名偽裝。因此，Signal 表示他們將開始研究新的方法/途徑。[123][124] Signal 在 2019 年 4 月從 AWS 切換回 Google。[125]

2021 年 1 月，伊朗從應用商店中刪除了該應用程序，[126][127] 並屏蔽了 Signal。[128]科技媒體TechCrunch發現，中國用戶在2021年3月15日晚上起，如不使用虛擬私人網絡 (VPN) 便無法使用Signal，[129]專門追蹤中華人民共和國網路審查的GreatFire亦發現無法在中國境內瀏覽Signal的官方網站，可能受到防火長城的限制而無法正常使用。[130]

Signal隨後於2024年4月19日從中國App Store中下架。[131][132]

參見

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來源

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參考

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外部連結

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