微爱帮监狱写信寄信工具信件加密技术方案

一、端到端加密架构

复制代码
// 混合加密:RSA-2048 + AES-256-GCM
class PrisonLetterEncryptor {
    constructor() {
        this.keyManager = new JudicialKeyManager()
        this.validator = new PrisonComplianceValidator()
    }

    async encryptLetter(letterData) {
        // 1. 生成一次性会话密钥
        const sessionKey = await crypto.subtle.generateKey(
            { name: "AES-GCM", length: 256 },
            true,
            ["encrypt", "decrypt"]
        )
        
        // 2. 内容加密
        const encryptedContent = await crypto.subtle.encrypt(
            {
                name: "AES-GCM",
                iv: crypto.getRandomValues(new Uint8Array(12)),
                additionalData: this.generateJudicialMetadata()
            },
            sessionKey,
            new TextEncoder().encode(JSON.stringify(letterData))
        )
        
        // 3. 会话密钥双重加密
        const doubleEncryptedKey = await this.doubleEncryptSessionKey(
            sessionKey,
            ['recipient_public_key', 'prison_audit_public_key']
        )
        
        // 4. 数字签名
        const signature = await this.signWithJudicialKey(encryptedContent)
        
        return {
            encryptedContent,
            doubleEncryptedKey,
            signature,
            metadata: this.generateComplianceHeaders()
        }
    }
}

二、司法密钥管理

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// 司法密钥分级管理
class JudicialKeyManager {
    constructor() {
        this.keyHierarchy = {
            level1: '用户临时密钥(每次通信重新生成)',
            level2: '监狱审计密钥(监管审查用)',
            level3: '司法根密钥(紧急情况法院授权)',
            level4: '时间胶囊密钥(长期档案解密)'
        }
    }
    
    async generateUserKeyPair(userId) {
        // 使用WebCrypto API生成司法合规密钥对
        return crypto.subtle.generateKey(
            {
                name: "RSA-OAEP",
                modulusLength: 2048,
                publicExponent: new Uint8Array([1, 0, 1]),
                hash: "SHA-256"
            },
            true,
            ["encrypt", "decrypt"]
        )
    }
    
    async rotatePrisonAuditKeys() {
        // 监狱审计密钥按月轮换
        const newKey = await this.generateAuditKey()
        
        // 旧密钥归档到司法密钥库
        await this.archiveToJudicialVault(
            oldKey, 
            'PRISON_AUDIT_ARCHIVE',
            new Date().getFullYear() + 10  // 保留10年
        )
    }
}

三、内容安全处理

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# 信件内容安全处理管道
class LetterContentProcessor:
    
    def secure_pipeline(self, raw_content):
        """安全处理流水线"""
        
        # 1. 敏感信息脱敏
        sanitized = self.sanitize_sensitive_info(raw_content)
        
        # 2. 合规性预检
        if not self.compliance_check(sanitized):
            raise SecurityException("内容违反监狱通信规定")
        
        # 3. 内容分段加密
        encrypted_segments = []
        for segment in self.split_by_sensitivity(sanitized):
            # 不同敏感级别使用不同密钥
            key_level = self.determine_encryption_level(segment)
            encrypted = self.encrypt_segment(segment, key_level)
            encrypted_segments.append(encrypted)
        
        # 4. 添加水印和追踪码
        watermarked = self.add_judicial_watermark(encrypted_segments)
        
        # 5. 生成完整性证明
        integrity_proof = self.generate_integrity_proof(watermarked)
        
        return {
            'content': watermarked,
            'integrity_proof': integrity_proof,
            'encryption_schema': self.get_encryption_schema()
        }
    
    def sanitize_sensitive_info(self, content):
        """脱敏处理:地址、联系方式、司法细节"""
        patterns = {
            'phone': r'1[3-9]\d{9}',
            'address': r'[省市县区].{5,20}[路街巷号]',
            'case_info': r'案号[\u4e00-\u9fa5\d]{10,20}'
        }
        
        for pattern_name, pattern in patterns.items():
            content = re.sub(pattern, f'[{pattern_name}_REDACTED]', content)
        
        return content

三、内容安全处理

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# 信件内容安全处理管道
class LetterContentProcessor:
    
    def secure_pipeline(self, raw_content):
        """安全处理流水线"""
        
        # 1. 敏感信息脱敏
        sanitized = self.sanitize_sensitive_info(raw_content)
        
        # 2. 合规性预检
        if not self.compliance_check(sanitized):
            raise SecurityException("内容违反监狱通信规定")
        
        # 3. 内容分段加密
        encrypted_segments = []
        for segment in self.split_by_sensitivity(sanitized):
            # 不同敏感级别使用不同密钥
            key_level = self.determine_encryption_level(segment)
            encrypted = self.encrypt_segment(segment, key_level)
            encrypted_segments.append(encrypted)
        
        # 4. 添加水印和追踪码
        watermarked = self.add_judicial_watermark(encrypted_segments)
        
        # 5. 生成完整性证明
        integrity_proof = self.generate_integrity_proof(watermarked)
        
        return {
            'content': watermarked,
            'integrity_proof': integrity_proof,
            'encryption_schema': self.get_encryption_schema()
        }
    
    def sanitize_sensitive_info(self, content):
        """脱敏处理:地址、联系方式、司法细节"""
        patterns = {
            'phone': r'1[3-9]\d{9}',
            'address': r'[省市县区].{5,20}[路街巷号]',
            'case_info': r'案号[\u4e00-\u9fa5\d]{10,20}'
        }
        
        for pattern_name, pattern in patterns.items():
            content = re.sub(pattern, f'[{pattern_name}_REDACTED]', content)
        
        return content

四、传输层保护

复制代码
# Nginx加密传输配置
server {
    listen 443 ssl http2;
    
    # 国密算法支持
    ssl_ciphers ECDHE-SM2-SM4-GCM-SM3:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384;
    ssl_certificate /etc/ssl/judicial_cert.pem;
    ssl_certificate_key /etc/ssl/judicial_key.key;
    
    # 司法专用TLS配置
    ssl_protocols TLSv1.3 TLSv1.2;
    ssl_ecdh_curve sm2p256v1:prime256v1;
    ssl_prefer_server_ciphers on;
    
    # 安全头部
    add_header X-Content-Type-Options "nosniff" always;
    add_header X-Frame-Options "DENY" always;
    add_header Content-Security-Policy "default-src 'self'" always;
    
    # 信件上传端点
    location /api/prison/upload {
        # 双重验证
        auth_request /api/validate-judicial-token;
        auth_request /api/verify-prison-permission;
        
        # 限流保护
        limit_req zone=letter_upload burst=5 nodelay;
        
        # 文件大小限制
        client_max_body_size 10M;
        
        proxy_pass http://letter_processor;
    }
}

五、存储加密方案

复制代码
-- MySQL透明数据加密配置
CREATE TABLE prison_letters (
    id BINARY(16) PRIMARY KEY,
    
    -- 加密字段
    content_encrypted VARBINARY(4096) 
        ENCRYPTION_KEY_ID = 'judicial_master_key_2025',
    
    metadata_encrypted VARBINARY(1024)
        ENCRYPTION_KEY_ID = 'metadata_key',
    
    -- 审计字段(明文,用于监管)
    inmate_id VARCHAR(32),
    facility_code CHAR(8),
    letter_date DATE,
    security_level ENUM('LOW', 'MEDIUM', 'HIGH', 'SECRET'),
    
    -- 完整性验证
    content_hash CHAR(64),
    encryption_schema_version SMALLINT,
    
    -- 司法合规字段
    judicial_case_id VARCHAR(64),
    retention_period YEAR,
    access_log_id BINARY(16),
    
    INDEX idx_judicial_access (judicial_case_id, letter_date),
    INDEX idx_prison_delivery (facility_code, inmate_id, letter_date)
) ENGINE=InnoDB 
ENCRYPTION='Y' 
ROW_FORMAT=COMPRESSED
KEY_BLOCK_SIZE=8
COMMENT='监狱信件加密存储表';

-- 密钥轮换存储过程
DELIMITER //
CREATE PROCEDURE rotate_encryption_keys()
BEGIN
    DECLARE new_key_id VARCHAR(64);
    
    -- 生成新密钥
    SET new_key_id = CONCAT('judicial_master_key_', YEAR(NOW()));
    
    -- 创建新密钥
    CREATE ENCRYPTION KEY new_key_id
    AUTHORIZATION root
    WITH ALGORITHM = AES_256
    IDENTIFIED BY 'secure_random_password';
    
    -- 逐步重新加密旧数据
    UPDATE prison_letters 
    SET content_encrypted = content_encrypted  -- 实际重新加密
    WHERE encryption_schema_version < 2;
    
    -- 标记旧密钥为归档
    ALTER ENCRYPTION KEY old_key_id
    SET AUTHORIZATION archival;
END //
DELIMITER ;

六、数字签名与验证

复制代码
// 司法数字签名系统
class JudicialSigner {
    
    async signLetter(encryptedLetter) {
        // 1. 生成内容哈希
        const contentHash = await this.calculateJudicialHash(encryptedLetter)
        
        // 2. 添加时间戳和司法序列号
        const timestamp = new Date().toISOString()
        const judicialSequence = this.generateJudicialSequence()
        
        // 3. 使用司法CA私钥签名
        const signature = await crypto.subtle.sign(
            {
                name: "RSA-PSS",
                saltLength: 32
            },
            this.judicialPrivateKey,
            this.concatForSigning(contentHash, timestamp, judicialSequence)
        )
        
        // 4. 生成完整的司法签名包
        return {
            signature,
            timestamp,
            judicialSequence,
            signerId: 'WEIAI_JUDICIAL_CA_001',
            verificationUrl: 'https://verify.judicial.weiai.tech'
        }
    }
    
    async verifySignature(signedLetter, publicKey) {
        // 五重验证机制
        const verifications = [
            this.verifyDigitalSignature(signedLetter, publicKey),
            this.verifyTimestamp(signedLetter.timestamp),
            this.verifyJudicialSequence(signedLetter.judicialSequence),
            this.verifySignerCertificate(signedLetter.signerId),
            this.verifyRevocationStatus(signedLetter.signerId)
        ]
        
        const results = await Promise.all(verifications)
        
        // 所有验证必须通过
        return results.every(result => result === true)
    }
    
    calculateJudicialHash(data) {
        // 司法专用哈希链:SHA-256 -> SHA-3-512
        const sha256 = crypto.createHash('sha256').update(data).digest()
        return crypto.createHash('sha3-512').update(sha256).digest('hex')
    }
}

八、技术规格总结

1. 加密算法栈

  • 非对称加密: RSA-2048 (过渡到SM2国密算法)

  • 对称加密: AES-256-GCM (支持SM4国密算法)

  • 哈希算法: SHA-256 + SHA-3-512 双重哈希链

  • 数字签名: RSA-PSS with SHA-256

2. 密钥管理

  • 生命周期: 用户临时密钥 + 监狱月度密钥 + 司法年度密钥

  • 存储: HSM硬件安全模块 + 软件密钥库

  • 轮换: 自动密钥轮换 + 手动紧急轮换

3. 合规特性

  • 监管访问: 监狱审计密钥 + 法院授权机制

  • 数据留存: 10年加密存储 + 永久司法档案

  • 审计追踪: 全链路不可抵赖日志

4. 性能指标

  • 加密延迟: < 50ms (单封信件)

  • 吞吐量: 1000+ 信件/秒

  • 可用性: 99.99%


微爱帮加密技术核心
用国密算法筑安全基石,用双重加密护通信隐私,用司法审计保合规底线。每一封信都是加密的艺术,每一次传递都是安全的承诺。

技术负责人 :王安全
司法认证 :国家密码管理局商用密码应用认证
版本:v2.0 (2025年12月)

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