2. 基础概念：对称加密、非对称加密、哈希函数及其在数据库中的应用

这一章我们来聊聊最基础的三样东西：对称加密、非对称加密、哈希函数。说实话，很多人在讲数据库安全时容易跳过这些底层工具，直接去谈策略。但我个人的经验是——不把这些概念嚼透了，后面密钥边界模型根本搭不起来。

2.1 对称加密：又快又简单，但有个硬伤

对称加密，说白了就是加密和解密用同一把钥匙。我刚开始做数据库加密时，第一个想到的也是它——性能好，实现简单。

常见的算法包括：

• AES（Advanced Encryption Standard）—— 现在用得最多的，密钥长度128/192/256位
• DES —— 太老了，别用了，我见过有人还在用，被我一顿劝改成了AES
• SM4 —— 国标，国内项目有时会强制要求

举个例子，MySQL里用AES加密一个字段：

-- 加密
INSERT INTO users (id_card, id_card_enc)
VALUES ('123456', AES_ENCRYPT('123456', 'my_secret_key'));

-- 解密
SELECT AES_DECRYPT(id_card_enc, 'my_secret_key') FROM users;

嗯，这里要注意：密钥如果硬编码在代码里，或者存在配置文件中，等于没加密。我在一个项目里就见过直接把密钥写在SQL脚本里的…… 当时我后背一阵凉。

2.2 非对称加密：公私钥一对，安全分发

非对称加密有一对密钥：公钥加密，私钥解密。公钥可以随便给别人，私钥自己藏好。

常用算法：

• RSA —— 经典，但密钥长度2048位起，速度慢
• ECC（椭圆曲线） —— 同样安全强度下密钥更短，性能更好
• SM2 —— 国标椭圆曲线算法

但别忘了，非对称加密在数据库里很少直接用来加密大量数据。为什么？因为太慢了。你想想看，每个字段都拿RSA去算一遍，查询响应时间马上爆炸。

我记得一个真实场景：我们当时需要给一批敏感文件加密，业务方坚持用RSA直接加密每个文件。我测了一下，50MB文件加密耗时超过30秒…… 后来改成了混合方案：用AES加密文件，用RSA加密AES密钥。这才是业界标准做法。

2.3 哈希函数：单向的，不能解密

哈希函数跟加密不一样，它是单向的。你输入任意长度的数据，它给你输出固定长度的摘要。你不能从摘要反推出原文。

常见的哈希算法：

算法	输出长度（位）	安全性状态	典型用途
MD5	128	已破解，不应使用	无
SHA-1	160	已不建议使用	无
SHA-256	256	目前安全	数据完整性校验、数字签名
SHA-3	可变	安全	新兴标准
SM3	256	国标安全	国内合规项目

哈希在数据库里的应用太广泛了：

• 密码存储：不能存明文密码，存的是密码的哈希值。而且还得加盐（salt），防止彩虹表攻击。我曾经优化过一个老系统，他们用SHA-256直接哈希密码…… 不加盐。我直接跟他们说，这跟明文没什么区别。
• 数据完整性校验：比如你存一个大文件，先算哈希存下来。读取时再算一次，一比对就知道有没有被篡改。
• 去重/索引：把长文本哈希成短值，用来快速判断是否重复，或者做分表路由。

2.4 三者在数据库安全中的协作关系

搞清楚了每个工具的特点，我们来看看它们怎么配合。下面这一张图，我建议你多看两眼，因为它基本概括了密钥边界模型的核心思想。

你看这张图，从上到下三层。最上面三个基础工具，各自有擅长的领域。中间汇入数据库应用层，最后组合起来支撑密钥边界模型。

简单总结一下：

• 对称加密：速度快，适合加密大量数据，但密钥分发是痛点
• 非对称加密：速度慢，适合加密小数据（比如对称密钥），解决密钥分发
• 哈希函数：不可逆，适合做完整性校验和密码存储