2. 加密基础理论：对称加密、非对称加密、哈希算法

做对象存储 SDK 加密参数调优之前，得先把加密本身搞明白。不夸张地说，我见过不少开发者在 AES 密钥长度上调了半天，结果问题出在哈希碰撞上。所以这一章我们老老实实过一遍三大加密家族的原理和适用场景。

2.1 对称加密：又快又简单，但密钥怎么给？

对称加密，说白了就是加密和解密用同一把钥匙。就像你家里大门锁，你拿钥匙锁上，回来再拿同一把钥匙打开。算法包括 AES、DES、3DES、SM4 等，目前业界主流是 AES-256-GCM。

核心流程：

1. 发送方生成一个随机密钥（Key）和初始向量（IV）。
2. 发送方用 Key + IV 对明文加密，得到密文。
3. 接收方拿到同样的 Key + IV，才能正确解密。

常见算法对比：

算法	密钥长度	安全等级	推荐场景
AES-128-GCM	128 bit	高	移动端、IoT 设备
AES-256-GCM	256 bit	极高	服务端、对象存储大文件
SM4	128 bit	国密标准	国内合规场景

应用场景：

• 对象存储服务端加密（SSE-C / SSE-S3）
• 数据库列加密
• 文件系统透明加密

2.2 非对称加密：安全分发密钥的利器

非对称加密的核心思想是“公私钥对”——公钥加密，私钥解密。公钥可以公开，私钥必须保密。算法有 RSA、ECC、SM2 等。

为什么需要它？你想过吗：对称加密的密钥怎么安全地传给对方？直接明文传输等于白加密。非对称加密就是专门解决这个“密钥分发”问题的。

工作原理：

• Bob 生成一对密钥：公钥 PK、私钥 SK。
• Alice 拿到 Bob 的公钥，用 PK 加密对称密钥（AES Key）。
• Bob 用自己的私钥 SK 解密，得到 AES Key。后续通信就用对称加密。

这套流程就是经典的 混合加密（Hybrid Encryption），实际 TLS 握手采用的就是类似思路。

常用算法对比：

算法	密钥长度	安全强度	计算开销
RSA-2048	2048 bit	高	慢（约 1000 倍于 AES）
ECC-P256	256 bit	极高（等效 RSA-3072）	快
SM2	256 bit	国密标准	适中

2.3 哈希算法：不可逆的指纹

哈希算法不是加密——本质上它没有“解密”这一步。它把任意长度的数据变成固定长度的摘要（Digest）。一个优秀的哈希函数具有：单向性、抗碰撞性、雪崩效应（输入变一点，输出全变）。

• 常见算法：MD5（已淘汰）、SHA-1（已被谷歌碰撞攻击）、SHA-256、SHA-3、SM3
• 主流选择：SHA-256 或 SHA-3-256
• 国标：SM3

应用场景：

1. 文件完整性校验：上传对象时附带哈希值，下载后验证是否被篡改。
2. 密码存储：用户密码需要加盐后做哈希，不能明文存储。
3. 数字签名：对哈希值签名，而非对原文签名。
4. 数据去重：对象存储里常用哈希作为分块指纹。

2.4 三者如何协作？

实际系统中，三种加密技术往往是组合使用的。比如一个安全的对象上传流程：

• 客户端生成随机 AES Key，用对称加密加密文件内容（速度快）。
• 用服务端公钥（RSA/ECC）加密这个 AES Key，附带在请求中。
• 对整个请求（密文+加密密钥）计算 SHA-256 哈希，作为完整性校验。

这就是现代加密体系的典型分工：对称加密管大数据量的加密速度，非对称加密管密钥的安全分发，哈希算法管数据完整性验证。

2.5 小结：选哪个？何时用？

你想想看，实际调优的时候，第一步是确定 加密用途：

• 要加密大量数据 → 对称加密（AES-256-GCM）
• 要安全交换密钥 → 非对称加密（ECC P-256）
• 要检测数据是否被篡改 → 哈希（SHA-256）
• 要存密码 → 哈希加盐（bcrypt / Argon2）

很多云厂商的对象存储 SDK 默认采用 AES-256 加密，同时支持用户提供自己的密钥（SSE-C）。这时候你只需要关心密钥的管理和轮换策略，加密算法本身已经经过行业验证了。