密码学基础：对称加密、非对称加密、哈希、数字签名

你学 TLS，绕不开密码学基础。别慌，我不打算给你填一堆数学公式。咱就把这四样东西说清楚，它们是怎么拧成一股绳的。

对称加密：快就一个字

对称加密，说白了就是加解密用同一把钥匙。你拿钥匙锁门，也用这把钥匙开门。效率高，适合传大块数据。

典型算法：AES、DES、3DES、SM4（国密）。现在主流是 AES-256。

非对称加密：不对称才是美

非对称加密有两把钥匙：公钥加密，私钥解密。公钥随便发，私钥自己死死藏好。

主要算法：RSA、ECC、SM2。RSA 用得广，但 ECC 在同等安全强度下密钥更短，性能更好。

特性	对称加密	非对称加密
密钥数量	一把	两把（公/私）
速度	快（硬件加速常见）	慢（100~1000倍差距）
典型用途	大量数据传输	密钥交换、数字签名
安全分发难度	高（需事先共享）	低（公钥可公开）

回想一下，我是怎么在 HTTPS 里用 AES 加密响应体的？其实就是靠非对称加密先把 AES 密钥传过去，再切到对称加密干活。这叫「混合加密」。

哈希：指纹（不可逆）

哈希能把任意数据变成固定长度的指纹。输入变了，指纹一定变。而且指纹不能反推出原文。

常见算法：MD5（已破不建议用）、SHA-1（已破）、SHA-256、SM3。

我习惯用 SHA-256 做消息完整性校验。TLS 里每个握手消息都会带一段哈希值，防止中途被篡改。

数字签名：让我相信你就是你

数字签名 = 哈希 + 非对称加密。流程这么走：

1. 发送方对原始数据算哈希。
2. 用私钥加密这个哈希，得到签名。
3. 接收方用公钥解密签名，得到哈希值 A。
4. 对收到的原始数据直接算哈希，得到哈希值 B。
5. 比较 A 和 B：一样就说明数据来自私钥持有者且没篡改。

你想想看，TLS 的证书本身就是一组数字签名。CA 用私钥对你的证书签名，浏览器用 CA 公钥验证，证明这张证书不是伪造的。

# 用 OpenSSL 演示签名的生成与验证（Python 伪代码风格）
# 假设已有 RSA 密钥对

# 签名
import hashlib
signature = rsa_private_key.sign(hashlib.sha256(data).digest())

# 验证
hash_recovered = rsa_public_key.verify(signature)
assert hash_recovered == hashlib.sha256(data).digest()

四个概念如何协作？

我把这四者的关系画在一张图里，你一看就明白。

看到「数字签名」那块了吧？它就是哈希和非对称加密的合体。而混合加密模式则是非对称先帮你把对称密钥安全传过去，后面就交给对称加密跑高速。

总结一下

• 对称加密：快，适合大数据，但密钥分发难。
• 非对称加密：慢，适合小量关键信息（密钥/签名）。
• 哈希：不可逆，用于校验完整性、防篡改。
• 数字签名：证明身份 + 防篡改，是证书体系的根基。