加密技术基础回顾：对称加密与非对称加密

这章咱们不讲新东西，而是把地基夯一夯。说句实话，我见过不少同学一上来就冲信封加密，结果对称和非对称的概念都没整明白，后面越学越乱。好，我们从头捋一遍。

加密这件事，说白了就是把明文变成别人看不懂的密文。反过来，能解密的人再变回明文。那密钥是什么呢？你想想看，密钥就是开锁的钥匙——有了它，才能解开密文。

对称加密：一把钥匙开一把锁

对称加密是最直白的方案。加密和解密用同一把密钥。就像你家里的大门钥匙，你用它锁门，也用同一把开门。

常用算法

• AES — 当今最主流的对称算法。我个人习惯用 AES-256-GCM，自带认证，不怕篡改。
• ChaCha20 — 移动端或 IoT 设备上常用，软件实现效率更高。
• 3DES / DES — 别用了，太老，它俩已经过时。我曾经在一个遗留系统里看到还在用 DES，果断要求升级。

优势与劣势

我经常跟团队说：对称加密解决的是「加密」问题，但不解决「密钥交换」问题。你想想，如果两个人想用对称加密通话，必须先偷偷见一面把密钥换好——这不现实。

非对称加密：公钥锁，私钥开

非对称加密就聪明多了。它用一对密钥：公钥和私钥。公钥公开给所有人，私钥自己藏好。你用公钥加密的数据，只有对应的私钥能解开；反过来，用私钥签名，公钥可以验签。

这解决了啥问题？——你不需要事先交换密钥。我只需要把你的公钥拿来，加密后传给你，只有你能用私钥解开。中间人就算拿到公钥和密文，也没法解密。

常用算法

• RSA — 最经典的非对称算法。我在项目中遇到的 HTTPS 证书基本都是 RSA。
• ECC / ECDH / ECDSA — 椭圆曲线，密钥更短，性能更好。我个人建议新项目优先考虑 ECC。
• DSA / ElGamal — 现在用得少了，除非是某些老旧协议。

优势与劣势

对称 vs 非对称：一张表看懂

混合加密？已经有人在这么做了

你肯定猜到了——对称加密快但无法安全交换密钥，非对称加密安全交换密钥但慢。怎么办？把两者结合。
混合加密：用非对称加密传输一个「会话密钥」，然后用这个对称密钥加密实际数据。这正是 HTTPS、PGP 和——你猜对了——信封加密的核心思路。

我记得刚开始学密码学那会儿，觉得混合加密是天才设计。后来自己做项目才明白，这背后全是工程妥协的结果。没有完美的加密方案，只有最适合场景的组合。

知识体系总览

下面这张图把对称加密、非对称加密和混合加密的关系理清了。你看完后应该对整个密码学分类有个直观印象。

一个小代码示例：感受一下两种加密

我用 Python 的 cryptography 库演示一下最基本的用法。不多解释，你看完就有体感了。

from cryptography.hazmat.primitives.ciphers import Cipher, algorithms, modes
from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import rsa, padding
from cryptography.hazmat.primitives import serialization, hashes
import os

# 对称加密：AES-GCM
key = os.urandom(32)          # 256位密钥
nonce = os.urandom(12)        # GCM 推荐 96位
cipher = Cipher(algorithms.AES(key), modes.GCM(nonce))
encryptor = cipher.encryptor()
ciphertext = encryptor.update(b"Hello Envelope Encryption!") + encryptor.finalize()
print(f"AES密文: {ciphertext.hex()[:32]}...")

# 非对称加密：RSA-OAEP
private_key = rsa.generate_private_key(public_exponent=65537, key_size=2048)
public_key = private_key.public_key()
ciphertext_rsa = public_key.encrypt(
    b"short message",
    padding.OAEP(mgf=padding.MGF1(algorithm=hashes.SHA256()), algorithm=hashes.SHA256(), label=None)
)
plaintext_rsa = private_key.decrypt(
    ciphertext_rsa,
    padding.OAEP(mgf=padding.MGF1(algorithm=hashes.SHA256()), algorithm=hashes.SHA256(), label=None)
)
print(f"RSA解密正确: {plaintext_rsa == b'short message'}")