分享｜常见加密技术

加密是为了保护数据的安全，进行数据校验，或者进行认证。从用途上看，常见手段分成三类：对称加密、非对称加密，以及不可逆的摘要（Digest）算法。前几天在团队分享加密相关的知识，也是现学现卖，看了本书和在网上查了些资料就开始讲了，废话不多说了，进入本篇文章的主题。

加密相关的基础知识

• 对称加密
  • 通信双方持有同一把密钥，解密通常是加密的逆运算。经典算法早期是 DES，现在主流是 AES
  • 用户一多，每对通信方都要单独协商密钥，密钥数量会膨胀
  • 密钥本身如果走明文网络传输是不安全的（尤其是第一次交换）
  • 双方都持有相同密钥，密钥不能标识「只有某一方能签」，因此不能单独用来做身份认证
  • 特点：运算快，适合加密大量业务数据
• 非对称加密
  • 也叫公钥密码：一对密钥里，公钥公开，私钥自己保管。既可以加密，也可以做认证
    • 加密：公钥加密，私钥解密（只有私钥持有者能读）
    • 认证 / 签名：私钥签名，公钥验签（能确认签名来自私钥持有者）
  • 经典实现是 RSA（基于大整数分解困难），另外还有基于离散对数的 DSA，以及基于椭圆曲线的 ECDSA / ECDH
  • 典型应用：TLS/SSL 握手、SSH、数字证书
  • 特点：比对称加密慢一到两个数量级，不适合直接加密大文件；因为公私钥分离，适合在网上交换密钥、做身份认证
• 单向散列 / 信息摘要 / 信息指纹
  • 摘要（Message Digest）把任意长度数据压成固定长度的比特串，例如 MD5 是 128 bit（32 位十六进制），SHA-256 是 256 bit
  • 特点：输出长度固定；计算不可逆；相同输入一定得到相同输出。常用来做完整性校验、密码存储（要加盐）、文件指纹
  • HMAC 不是「再哈希一次」，而是带密钥的摘要：没有密钥就算不出正确的 HMAC，所以能同时校验完整性和来源

三者经常一起用，而不是互斥：HTTPS 里用非对称算法交换/协商会话密钥，用对称算法加密后续流量，用摘要和 HMAC（或 AEAD）保证数据没被改过。

常见算法

对称加密

• DES / 3DES：DES 密钥只有 56 bit，早已不安全。3DES 把 DES 套三次，速度慢，也逐渐被淘汰
• AES：当前对称加密的事实标准，密钥长度 128 / 192 / 256 bit。实际使用还要选工作模式（GCM、CBC 等），优先选带认证的 GCM，避免只加密不校验
• 还有 ChaCha20 等流密码，在移动端和部分 TLS 套件里常见

非对称加密

• RSA：加密、签名都能做。密钥至少 2048 bit。现在新系统更常见的是椭圆曲线（ECC），同等安全强度下密钥更短
• ECDH：用来做密钥协商，双方算出同一份共享密钥，再交给 AES 去加密数据
• 数字证书：把「某把公钥属于某个域名/机构」这件事，交给 CA 用它的私钥签下来。浏览器验签通过，才相信这次 TLS 握手里的公钥

单向散列

• MD5、SHA-1：碰撞攻击已经实用，不要再用于安全场景（校验下载包完整性也逐渐在换）
• SHA-256 / SHA-3：目前常用的摘要
• HMAC-SHA256：接口签名、Webhook 验签、Session 防篡改都很常见
• 存用户密码不要直接 MD5。至少用带盐的慢哈希，例如 bcrypt、scrypt、Argon2

实际里怎么组合

一个典型的「既要快又要能在网上传密钥」的流程：

1. 用证书确认对方公钥是真的（防中间人）
2. 用 RSA 或 ECDH 协商出一把临时的对称密钥
3. 后续报文用 AES-GCM 加密并校验
4. 需要证明「是我说的」时，再对摘要做一次私钥签名

记住这张对照就够日常判断：

EOF