1. 加密架构概览
DeepSeal 采用信封加密（Envelope Encryption）三层模型，与 AWS KMS、Azure Key Vault、Google Cloud KMS 使用相同的密钥管理体系。
三层架构由外到内分别是：
- 根密钥（KEK，Key Encryption Key）— 由用户主密码通过 PBKDF2 派生，用于加密 DEK。KEK 永不离开内存，永不落盘。
- 数据加密密钥（DEK，Data Encryption Key）— 每条笔记独立生成 256-bit 随机密钥，用于加密实际笔记内容。DEK 以密文形式存储在本地数据库中。
- 加密数据（Ciphertext）— 笔记明文经 AES-256-GCM 加密后的密文，与认证标签（Authentication Tag）和随机 Nonce 一起存储。
这种分层设计的核心优势：更换主密码时，只需用新 KEK 重新加密 DEK，无需重加密所有笔记数据，时间复杂度从 O(n) 降至 O(1)。
2. 密钥派生
用户主密码通过 PBKDF2-HMAC-SHA256 算法派生根密钥（KEK），参数如下：
- 哈希函数：HMAC-SHA256
- 迭代次数：100,000 次（100K iterations）
- 盐值（Salt）：128-bit 随机盐，每个用户唯一，随数据库存储
- 输出长度：256 bits
100K 次迭代在当前硬件下生成一次约需 100-200ms，对正常登录体验影响极小，但对暴力破解构成显著计算壁垒 — 攻击者每尝试一个密码都需要重复同样的计算量。
盐值确保即使两个用户使用相同的主密码，派生出的 KEK 也完全不同，防止彩虹表攻击。
3. 数据加密
每条笔记使用独立的 DEK 进行 AES-256-GCM 加密：
- 算法：AES-256-GCM（Galois/Counter Mode）
- 密钥长度：256 bits
- Nonce：96-bit 随机数，每次加密唯一生成
- 认证标签：128-bit，用于验证密文完整性
AES-GCM 是认证加密算法（AEAD），同时提供机密性和完整性保证。任何对密文的篡改都会在解密时被检测到，返回认证失败而非错误明文。
每条笔记使用独立 DEK 意味着：
- 单条笔记的 DEK 泄露不影响其他笔记
- 相同内容两次加密产生不同密文（因 Nonce 不同）
- 支持对单条笔记重新加密而不影响其他数据
4. 存储安全
DeepSeal 使用本地 SQLite 数据库存储加密数据，存储内容包括：
- 加密后的 DEK：E(DEK, KEK) — 由 KEK 加密的 DEK 密文
- 加密后的笔记内容：E(plaintext, DEK, nonce) — 由 DEK 加密的笔记密文
- 随机 Nonce：每次加密时生成的 96-bit 随机数
- 认证标签 Tag：128-bit GCM 认证标签
- 盐值 Salt：128-bit PBKDF2 盐值
- 元数据：笔记本名称、标签、创建/修改时间（未加密，用于列表展示）
关键安全属性：
- KEK 和 DEK 明文仅存在于运行时内存中，应用锁定或退出后立即清除
- 笔记明文内容从不以明文形式写入磁盘
- 数据库文件本身不使用额外加密层，因为所有敏感数据已在应用层完成加密
5. 密钥轮换
更换主密码时，DeepSeal 执行以下步骤：
- Step 1: 用户输入旧主密码，派生旧 KEK，解锁所有 DEK
- Step 2: 用户设置新主密码，用新 Salt 通过 PBKDF2 派生新 KEK
- Step 3: 用新 KEK 重新加密所有 DEK：E(DEK, new_KEK)
- Step 4: 替换数据库中旧的 E(DEK, old_KEK) 和 Salt
- Step 5: 安全擦除旧 KEK 和旧 Salt
整个过程中，笔记密文不需要重新加密。由于信封加密的分层设计，密钥轮换的时间与笔记数量无关 — 无论你有多少条笔记，轮换操作都是常数时间完成。
6. 安全假设与边界
DeepSeal 的安全模型基于以下假设，用户应当了解：
- 主密码强度：安全性上限取决于主密码的熵。弱密码（如 "123456"）可被暴力破解。建议使用 12 位以上混合字符或密码短语。
- 设备安全：DeepSeal 假设运行设备本身是安全的。如果设备已被恶意软件感染（如键盘记录器），主密码可能在输入时被窃取。
- 内存安全：密钥在运行时存在于内存中。具有物理访问权限的攻击者可能通过内存转储获取密钥。应用锁定后会主动清除内存中的密钥材料。
- 不防截图：DeepSeal 不阻止屏幕截图或录屏。如果设备被远程控制，解锁状态下的内容可能通过截图泄露。
- 备份安全：用户需自行确保备份文件的安全。SNX 导出文件受密码保护，但明文导出的 Markdown 文件不包含加密。
我们持续评估威胁模型并改进安全机制。如果你发现潜在的安全问题，请通过安全披露渠道联系我们。