第1章 加密入门

对称加密：一把钥匙开一把锁

你想想看，你和你的同事要共享一份机密文档。你们约定好同一个密码，你加密，他解密。这就是对称加密——加解密用同一把密钥。说白了，就像你用同一把钥匙锁门和开门。

我在项目中遇到过最典型的案例：某金融App的本地数据存储，用的就是AES-256-GCM。为什么选GCM？因为它自带认证，防篡改。嗯，这里要注意，对称加密的核心优势是快，非常快。硬件加速下，AES加密1MB数据只需要几毫秒。但代价呢？密钥分发是个大麻烦——你总不能把密钥直接写在邮件里吧？

非对称加密：公钥开锁，私钥锁门

非对称加密就完全不一样了。你有一对密钥：公钥可以公开，私钥只有你自己知道。别人用你的公钥加密数据，只有你能用私钥解密。这解决了对称加密的密钥分发难题。

我个人习惯用RSA-2048或ECC P-256。RSA虽然老，但兼容性极好；ECC在同等安全强度下密钥更短，性能更好。举个例子：HTTPS握手的第一步，客户端用服务器的公钥加密一个临时对称密钥，服务器再用私钥解密——这就是混合加密的经典应用。

常见算法回顾：AES与RSA

AES（Advanced Encryption Standard）自2001年就是全球标准。我常用AES-256-GCM，密钥32字节，nonce 12字节，加密后附带16字节认证标签。代码长这样（Python示例）：

from cryptography.hazmat.primitives.ciphers import Cipher, algorithms, modes
from cryptography.hazmat.backends import default_backend
import os

key = os.urandom(32)           # 256位密钥
nonce = os.urandom(12)         # 96位随机数
cipher = Cipher(algorithms.AES(key), modes.GCM(nonce), backend=default_backend())
encryptor = cipher.encryptor()
ciphertext = encryptor.update(b"Hello World") + encryptor.finalize()
tag = encryptor.tag

RSA则依赖大整数分解难题。1024位已被破解，现在至少2048位，推荐4096。RSA加解密速度慢，通常只用于加密对称密钥或数字签名。记得给密钥加一个私钥加密密码（passphrase），否则私钥文件泄露就全完了。

密钥管理的基本挑战

说来简单，做起来全是坑。密钥管理是密码学里最容易被忽视、也最容易出事故的环节。我总结了三大挑战：

1. 存储安全：密钥不能硬编码在代码里，不能明文写在配置文件中。我见过有人把AES密钥写在Java属性文件里，后来那个文件被传到了GitHub——嗯，那叫一个惨。
2. 轮换与生命周期：密钥不能永不过期。你应该制定轮换策略——比如每90天更换一次数据加密密钥。但我遇到过一些系统，密钥从上线就没换过，直到被攻破才意识到。
3. 访问控制：谁有权限读取密钥？需要严格按最小权限原则。我曾经审计过一个系统，所有微服务共享同一个数据库加密密钥，结果一个服务被入侵，所有数据都暴露了。

小结

这一章我们复习了对称加密（AES/SM4）和非对称加密（RSA/ECC）的核心差异。重点不在算法细节，而在理解它们各自的优缺点和适用场景。密钥管理的三大挑战——存储、轮换、访问控制——会贯穿整个课程。记住：算法是公开的，安全全靠密钥。把密钥守住了，你就守住了底线。