数据加密基础概念

做数据迁移和TLS适配，逃不开加密这个坎。 我刚开始接触这块时，觉得加密不就是把数据弄乱吗？ 后来踩了几次坑才明白——选错算法、配错密钥、忽略哈希校验，都可能让整个迁移项目翻车。 这一章咱们先把地基打牢：对称加密、非对称加密、哈希算法和数字签名。 把这些概念理清，后面聊TLS时你才不会发懵。

对称加密：一把钥匙开一把锁

说白了，对称加密就是加密和解密用同一个密钥。 你想想看，就像你家的门锁，用一把钥匙锁上，也用同一把钥匙打开。 速度快，适合大批量数据，但难点在密钥怎么安全地传给对方。

我在项目中遇到过不少团队直接把密钥写在配置文件里，然后传到Git上…… 嗯，那基本等于把家门钥匙贴在门外。 常见的对称算法有这些：

非对称加密：公钥私钥各一把

对称加密最大麻烦是密钥分发。 非对称加密就解决了这个问题——公钥公开，私钥自己藏好。 公钥加密的数据，只有私钥能解；反过来，私钥签名，公钥能验证。 但代价是速度慢，不适合加密大文件。

我曾经接手一个跨机房数据同步项目，对方坚持用 RSA-1024。 结果加密 1MB 的数据要几十秒……后来换成 ECC 曲线才勉强跑通。 所以你看——性能评估不能省。

哈希算法：不可逆的指纹

哈希不是加密——它没有解密过程。 输入任意长度数据，输出固定长度的摘要，而且不能反推原文。 这就好比给文件打一个指纹，换一个字符指纹就全变了。

典型的应用是完整性校验：下载文件后对比 SHA-256 值，看是否被篡改。 还有密码存储：存哈希值，不存明文。 但注意——MD5 和 SHA-1 已经不安全了，别再用了。

哈希也分为普通哈希和带密钥的哈希（HMAC）。 HMAC 需要双方共享一个密钥，能同时验证完整性和身份。 后面讲 TLS 时会提到。

数字签名：哈希 + 非对称 = 可信

你想想，怎么证明一条消息是你发的，而且中途没被人改过？ 数字签名就是这么干的：

1. 发送方先对消息做哈希，得到摘要。
2. 用自己的私钥加密这个摘要，生成签名。
3. 接收方用发送方的公钥解密签名，得到摘要A。
4. 再对消息做哈希，得到摘要B。对比两者是否一致。

一致就说明：消息是私钥持有者发的（身份认证），而且没被改（完整性）。 这个机制是 TLS 证书 的核心。 如果你看不懂证书链的验证流程，先把这个原理搞透。

# 生成签名
openssl dgst -sha256 -sign private.pem -out file.sig file.txt

# 验证签名
openssl dgst -sha256 -verify public.pem -signature file.sig file.txt