1. 加密基础概念回顾：对称加密、非对称加密、哈希算法
说起加密，很多人第一反应就是「密钥」、「加密算法」这些词。但实际项目里，我发现很多同事对基础概念的理解还停留在「知道名字」的层面。尤其是部署后验证阶段，一旦加密功能出了问题，你不会分清楚是哪一层掉链子了。所以这一章，咱们先把底子打牢。
我个人的习惯是，不管多复杂的系统，都先从这三个最核心的加密概念入手：对称加密、非对称加密、哈希算法。它们各有各的脾气，也各有各的坑。下面咱们一个一个捋。
1.1 对称加密
对称加密，说白了就是一把钥匙开一把锁。加密和解密用同一个密钥。你想想看，给文件加个密码，解压时还要输入同一个密码——就是这个原理。
常见的对称算法有：
- AES（高级加密标准）：目前最主流，密钥长度128/192/256位。我在项目中用得最多的是AES-256-GCM，自带认证模式，省掉了单独做HMAC的麻烦。
- DES：老古董了，密钥56位，已经不安全。偶尔在遗留系统里见过，但千万别在新系统里用。
- SM4：国密标准，国内项目必须支持的算法。我记得有一次对接政务云，对方明确要求只能用SM4，不然过不了等保。
1.2 非对称加密
非对称加密的核心思想是：公钥公开，私钥自己藏好。别人用你的公钥加密数据，只有你能用私钥解开。反之，你也可以用私钥签名，别人用公钥验证签名。
我刚开始做加密时，总觉得非对称加密「更安全」。后来踩了坑才发现——它只是解决了密钥分发问题，但性能是真的慢。一次RSA-2048解密大概需要几毫秒，而AES-256解密只要几微秒。所以实际场景中，非对称加密只用来做两件事：
- 加密对称密钥（密钥交换）
- 数字签名（身份认证与不可否认性）
常见的非对称算法：
| 算法 | 密钥长度 | 用途 | 注意 |
|---|---|---|---|
| RSA | 2048/3072/4096 | 加密、签名 | 1024位已不安全，别用 |
| ECC（椭圆曲线） | 256位（相当于RSA-3072） | 签名、密钥交换 | 性能好，密钥短，但我见过很多库的曲线参数没配对的坑 |
| SM2 | 256位 | 签名、密钥交换 | 国密标准，注意椭圆曲线参数为国密特定 |
1.3 哈希算法
哈希算法的最大特点：单向。你可以从输入计算出固定长度的摘要，但没法从摘要反推原始数据。它不叫「加密」，因为加密是可逆的，哈希不可逆。
我经常举一个例子：你下载一个ISO镜像，网站会提供一个SHA-256校验值。下载完后你本地算一遍，如果两个值一样，说明文件没被篡改。这就是哈希的典型用途——完整性校验。
哈希算法还有两个重要应用：
- 密码存储：不存明文，只存哈希。但注意，单纯哈希不够安全（彩虹表攻击），一般要加盐（salt）并迭代多次（比如bcrypt、scrypt、Argon2）。
- 消息认证码（HMAC）：用密钥对消息做哈希，保证消息未被篡改且来源可信。
常见哈希算法：
| 算法 | 输出长度 | 安全性 | 备注 |
|---|---|---|---|
| MD5 | 128位 | 已破解，碰撞攻击容易 | 一定不要用！我见过有旧系统还在用MD5做签名，被攻击只是时间问题 |
| SHA-1 | 160位 | 理论上已不安全 | Google在2017年实现了SHA-1碰撞，现在停止使用 |
| SHA-256 | 256位 | 目前安全 | 最推荐，广泛使用 |
| SM3 | 256位 | 国密标准，安全 | 国内合规场景必须用 |
1.4 三者的关系与混合使用
实际系统中，很少只靠一种加密手段。你看TLS握手的过程就知道：
- 客户端用非对称加密（RSA或ECDHE）协商出一个临时对称密钥。
- 后续大量数据用对称加密（AES）传输。
- 每条消息附带一个HMAC（基于哈希）确保完整性。
我在做物联网项目时，设备端资源有限，只能跑对称加密。但密钥怎么分发？我们就用非对称加密做一个「安全通道」，把对称密钥下发到设备。而设备上报的数据，会附上SM3哈希值，服务端校验后才知道数据有没有被中间人篡改。你看，三个东西配合起来才完整。