2、对称加密与非对称加密：基本原理、密钥类型、哈希与数字签名在KMS中的作用
对称加密与对称密钥
对称加密，说白了就是加密和解密用同一把钥匙。你拿它锁上，再拿它打开。很简单，也很高效。
常见的对称算法有 AES（AES-256 是主流）、DES（现在基本淘汰了）、还有国密 SM4。我个人习惯在 KMS 里都用 AES-256-GCM，因为自带认证加密，能检测篡改。
对称密钥在 KMS 里主要干两件事：
- 直接加密数据：比如加密数据库里的敏感字段，大文件加密。
- 做密钥加密密钥（KEK）：这就是信封加密的核心。用对称密钥保护其他密钥。
我在项目中遇到过一个问题：有人把对称密钥硬编码在配置文件里，一泄露全部玩完。所以密钥必须由 KMS 统一托管，应用只拿密文密钥。
非对称加密与非对称密钥对
非对称加密方案，每一个密钥对包含 公钥 和 私钥。公钥可以公开，私钥必须保密。你想想看，这解决了对称加密里最头疼的密钥分发问题。
算法上常见的是 RSA（2048 位及以上）、ECC（比如 P-256，性能好）、国密 SM2。RSA 我用的最多，但 ECC 在同安全强度下密钥更短、计算更快。
在 KMS 里，非对称密钥对主要用途：
- 数字信封：用公钥加密对称密钥，接收方用私钥解密。
- 身份认证：比如 TLS 证书里的密钥对。
- 数字签名：私钥签名，公钥验证完整性。
我记得做支付系统时，我们用 KMS 生成 RSA 密钥对来签发交易凭据。公钥分发给下游系统，私钥永远不离开 KMS 的 HSM 边界。心里踏实多了。
哈希与数字签名
哈希不是加密，它是把任意长度的数据映射成固定长度的摘要（比如 SHA-256 输出 256 位）。而且不可逆，你没法从摘要还原原文。我经常把它比作数据的“指纹”。
在 KMS 里，哈希有两个关键角色：
- 数据完整性校验：存储时同时存哈希值，验证时重新计算，看是否被篡改。
- 数字签名的基础：签名时通常是对哈希值签名，而不是对整个文件签名，否则效率太低。
数字签名的流程大致是这样：
- 发送方计算数据的哈希值。
- 用私钥对这个哈希值加密（签名）。
- 接收方用公钥解密签名得到哈希值。
- 再自己计算一次数据哈希，对比两者是否一致。
我曾在某个区块链项目中用过这个流程——每个交易都经过 KMS 签名，保证了不可否认性。当然，哈希算法要选强抗碰撞的，比如 SHA-256 或 SM3。
它们在 KMS 中的协作关系
下面的图展示了对称加密、非对称加密、哈希和数字签名在 KMS 中的协作逻辑。你可以把它当作一个整体看待，而不是各自孤立的技术。
关键对比：对称 vs 非对称
| 维度 | 对称加密 | 非对称加密 |
|---|---|---|
| 密钥数量 | 一个密钥（需共享） | 密钥对（公钥公开，私钥保密） |
| 性能 | 非常快（适合大数据） | 慢（适合小数据） |
| 主要用途 | 数据加密、密钥加密（KEK） | 密钥交换、数字签名、身份认证 |
| 典型算法 | AES, SM4, ChaCha20 | RSA, ECC, SM2 |
| KMS 使用场景 | 加密数据库字段、大文件 | 信封加密、TLS 证书、凭据签名 |
重点记一下：在 KMS 里，对称密钥负责“干活”，非对称密钥负责“管人”。哈希和签名是“保安”，保证数据没被动手脚。你设计任何一个加密方案，这四件套缺一不可。
哈希在数字签名中的角色
为什么签名前要哈希？举个例子，你要签一个 10GB 的视频文件。直接签整个视频，非对称加密能把你 CPU 跑冒烟。所以先算个哈希（32 字节），然后只签这个哈希。又小又准。
我在 KMS 里做文档签名时，就是先让 KMS 计算文档的 SHA-256，再用内部私钥签名。接收方拿公钥验签，同时重新计算哈希。完美。
好了，这章我们把对称、非对称、哈希和数字签名在 KMS 里的角色捋清楚了。下一层我们就可以进入实操，看 KMS 怎么把这些技术包装成接口让你调用。