第2章：常见加密算法介绍 —— 对称、非对称与哈希

加密算法这东西，说玄乎也玄乎，说简单也简单。我见过不少团队在接口上随手选个算法就用，结果要么慢得要命，要么被第三方轻松拖库。其实你只要搞懂三类常用算法——对称加密、非对称加密、哈希——就能应对 90% 的 RESTful 加密场景。下面我按自己的习惯，一个个拆开跟你聊。

2.1 对称加密：一把钥匙开一把锁

对称加密，说白了就是加密和解密用同一个密钥。就像你家里的大门钥匙——谁拿着它都能进门，谁拿着它也都能锁门。优点是快，加解密吞吐量极高；缺点是密钥怎么安全地传给对方——这是个一直让人头疼的问题。

2.1.1 AES — 当今业界标准

AES（Advanced Encryption Standard）是我项目中用到最多的对称算法。它取代了老旧的 DES，目前几乎没有哪个正经系统还在用 DES 做核心加密。AES 有三种密钥长度：128 / 192 / 256 位。我个人习惯直接用 AES-256，因为密钥长了，暴力破解的难度指数级增加。

工作模式很重要。我遇到过几次奇怪问题，就是因为选错了模式。这里列个表，你可以对照项目需求选：

代码示例（Java，仅展示核心逻辑）：

Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/GCM/NoPadding");
SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(key, "AES");
GCMParameterSpec gcmSpec = new GCMParameterSpec(128, iv);
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keySpec, gcmSpec);
byte[] cipherText = cipher.doFinal(plainText);
// 附带认证标签（后16字节）

2.1.2 DES — 可以退休了

DES 密钥只有 56 位，现在 GPU 暴力破解几十分钟就能跑完。我曾在一次遗留系统维护中见过一个老加密模块还在用 DES，替换成 AES 后速度反而更快——因为硬件对 AES 做了指令集优化。

2.2 非对称加密：你手里一把，我手里一把

非对称加密，加密和解密用不同的密钥。公钥可以公开，私钥必须保密。虽然算法开销比对称加密大 2~3 个数量级，但它解决了密钥配送的世纪难题。

2.2.1 RSA — 最通用的选择

RSA 基于大整数分解的数学难题。常见密钥长度：2048 位、4096 位。我记得 2017 年有个项目，客户要求“RSA 1024 位足够”，我没坚持，结果次年就被爆出 1024 位已被碰撞攻击破解。后来我花了两个通宵升级密钥……嗯，从那以后我做任何加密选型，都不低于 2048 位。

RSA 加解密性能比较：

• 加密：比 AES 慢 100~1000 倍
• 解密：受私钥指数影响，更慢
• 场景：只用来加密对称密钥（混合加密），或者做数字签名

2.2.2 ECC — 未来方向

ECC（椭圆曲线密码学）能用更短的密钥达到同等安全强度。比如 ECC-256 位的安全级别 ≈ RSA-3072 位。但 ECC 的数学实现更复杂，库的兼容性不如 RSA 全面。我做跨国接口时，会优先选 RSA——因为接收端的加密库版本参差不齐，ECC 有时会踩坑。

2.3 哈希算法：单向不可逆的指纹

哈希不是为了加密，而是为了完整性校验和存证。它把任意长度的输入变成固定长度的摘要，且不可反向还原。注意，哈希不是加密！

2.3.1 SHA-256 — 当前最常用的安全哈希

SHA-256 输出 256 位（32 字节）摘要。它属于 SHA-2 家族。我在做接口签名时，几乎只用 SHA-256。为什么？因为 MD5 和 SHA-1 已经被证明存在碰撞攻击。

习惯用法：

MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
byte[] digest = md.digest("待签名字符串".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
// 转十六进制输出

哈希算法的安全性演进：

1. MD5：128 位摘要，2004 年已被碰撞攻击完全破解（你能用普通笔记本在几秒内伪造两个不同文件的 MD5 相同）
2. SHA-1：160 位摘要，2017 年 Google 和 CWI 联合发布了第一个公开碰撞案例
3. SHA-256：目前安全，预计几十年内无重大风险
4. SHA-3：最新标准（Keccak 算法），可作为未来备选

2.3.2 MD5 — 只适合做校验和

MD5 虽然快，但已不安全。我仅在以下场景使用：

• 下载大文件的完整性校验（如 ISO 镜像 MD5 校验码）——前提是你信任源站且能接受非抗碰撞风险
• 非安全敏感的内部去重标记

绝不用于：数字签名、密码存储、接口鉴权。

2.4 三类算法的协同关系

实际 RESTful 加密接口很少只用一种算法。最经典的组合是混合加密：用 RSA/ECC 加密对称密钥，用 AES 加密业务数据，再用 SHA-256 做消息摘要校验。你看，三种算法正好互补：非对称解决密钥分发，对称解决性能，哈希解决完整性。

2.5 选型速查表

我最后给一个快速对照表。你在设计接口加密方案时，直接对着它划勾就行：