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第2章密码学基础

密码学是整个安全架构的地基。说实话，很多人觉得密码学就是一堆数学公式，离实际工程很远。但你要设计端到端安全，密码学是绕不开的硬知识。

我早年做第一个安全项目时，以为随便选个加密算法就算完事了。结果上线第一天就被曝出密钥硬编码——那感觉，真是后背发凉。从那以后，我对密码学的每一个细节都不敢马虎了。

对称加密，说白了就是加密和解密用同一个密钥。你想把数据加密塞进信封，再交给对方，对方用同一把钥匙打开。我习惯用AES-256，它目前是行业标准。

我在项目中遇到过：直接写死在代码里的AES密钥被反编译发现。之后改用密钥协商+硬件安全模块（HSM）存储，才解决问题。

非对称加密用一对密钥：公钥加密，私钥解密。公钥可以公开，私钥必须保密。它的核心价值在于解决了密钥分发问题——你不用偷偷传递密钥，直接把公钥扔给对方就行。

不过非对称加密计算开销大。所以实际工程中我们不会用它加密整个文件，而是用来加密对称密钥——也就是混合加密。比如HTTPS就是这样做的。

  对称加密加密内容，非对称加密加密密钥——这是安全架构的黄金搭档。

哈希函数能把任意长度的输入转换成固定长度的摘要。它是不可逆的——你无法从摘要反推出原始数据。我第一次理解它的作用是在做文件完整性校验时：把下载后的文件算一个SHA-256值，和官网对比，就知道有没有被篡改过。

我曾经犯过一个低级错误：用MD5存用户密码。后来彩虹表一查，明文全暴露。记住，密码存储一定要加盐（salt）+ 慢哈希（如bcrypt或SM3多次迭代）。

数字签名 = 哈希 + 非对称加密。流程很简单：发送方用私钥对摘要签名，接收方用公钥验签。谁也伪造不了——除非私钥泄露。我参与过一个金融交易系统，所有订单都强制RSA-SHA256签名，就是为了防抵赖。

密钥管理不是技术问题，是工程纪律问题。我见过太多项目因为密钥泄漏而导致全盘皆输。密钥管理至少包含以下要点：

  我个人的铁律：密钥永远不出HSM，内存用完立即清零，日志里绝不能出现密钥。

PKI（公钥基础设施）解决的核心问题是：你怎么确认这个公钥就是真正属于对方的？PKI通过证书链来建立信任。每一张证书由上一级CA（证书颁发机构）签名，根CA自签名。

我做过的一个政务系统需要打通多级CA，每个单位都用自己的子CA签发证书。调试证书链的时候，最烦的就是中间证书缺失或过期。嗯，用openssl验签是基本功。

# 验证证书链
openssl verify -CAfile rootCA.crt -untrusted intermediate.crt server.crt

国密算法是中国国家密码管理局推荐的密码算法标准。现在等保2.0和关键信息基础设施都要求优先使用国密。说实话，刚开始接触时觉得和AES、RSA差不多，但实际实现中坑不少。

注意：国密算法需要持有国家密码管理局颁发的型号证书才能商用。我在一个项目里直接用开源SM2库，被客户指出没有合规认证，被迫换成了商密产品。所以做合规项目时，一定要提前确认密码模块是否已有资质。

我的习惯是：如果项目面向国内政务、金融、关键基础设施，直接上国密。国际项目则首选AES+ECC+RSA。但核心原则不变——算法选对了，密钥管好了，安全才有基础。

第2章 密码学基础