密码学基础：对称加密与非对称加密

说实话，密码学这玩意听着玄乎，但说白了就是「藏东西」和「找钥匙」的游戏。我在做审计日志系统时，最早踩的坑就是选错了加密方案——直接导致日志量暴涨，解密还慢得要死。今天就跟你好好聊聊这两种基础加密方式。

对称加密：一把钥匙开一把锁

对称加密，意思就是加密和解密用同一把密钥。就像你用一把钥匙锁上日记本，再用同一把钥匙打开。常见的算法有 AES、DES、3DES、SM4。

我在早期项目里就用过 AES-256 加密审计日志。当时觉得算法没问题，结果密钥没存好，差点把整盘数据弄丢。嗯，从那以后我再也不敢把密钥硬编码在配置文件里了。

代码示例：AES-CBC 加解密（Python）

下面是个简化版，用了 pycryptodome 库。实际生产环境记得用安全随机数生成 IV。

from Crypto.Cipher import AES
from Crypto.Util.Padding import pad, unpad
import os

key = os.urandom(32)          # 256位密钥
iv = os.urandom(16)           # 初始向量

cipher = AES.new(key, AES.MODE_CBC, iv)
plaintext = b"审计日志内容"
ciphertext = cipher.encrypt(pad(plaintext, AES.block_size))

# 解密
dec_cipher = AES.new(key, AES.MODE_CBC, iv)
decrypted = unpad(dec_cipher.decrypt(ciphertext), AES.block_size)
print(decrypted.decode())

非对称加密：公钥私钥成对出现

非对称加密，也叫公钥加密。它有一对密钥：公钥可以公开，私钥自己藏好。你用我的公钥加密数据，只有我能用私钥解开。常见的算法有 RSA、ECC、SM2。

你想想看，如果系统里有 1000 个节点，对称加密需要维护 1000×(999)/2 ≈ 50 万条密钥对。非对称加密只要每个节点生成一对密钥，公钥随便分发，管理成本低了一个数量级。

代码示例：RSA 加解密（Python）

from Crypto.PublicKey import RSA
from Crypto.Cipher import PKCS1_OAEP

key = RSA.generate(2048)
private_key = key.export_key()
public_key = key.publickey().export_key()

cipher_rsa = PKCS1_OAEP.new(key.publickey())
ciphertext = cipher_rsa.encrypt(b"审计日志元数据")

dec_cipher = PKCS1_OAEP.new(key)
plaintext = dec_cipher.decrypt(ciphertext)
print(plaintext.decode())

对称 vs 非对称：核心对比

维度	对称加密	非对称加密
密钥数量	1 把	2 把（公钥 + 私钥）
加解密速度	快（硬件加速可达 GB/s）	慢（RSA 2048 约 1 MB/s）
密钥分发	困难，需要安全信道	简单，公钥可公开
典型算法	AES, SM4, ChaCha20	RSA, ECC, SM2
适用场景	大数据批量加密	密钥交换、数字签名

混合加密方案：取长补短

实际上，HTTPS、PGP 等成熟协议都采用混合加密。流程大致是：

1. 客户端生成临时对称密钥（会话密钥）
2. 用服务器公钥加密该会话密钥并发送
3. 服务器用私钥解密，得到会话密钥
4. 双方使用该对称密钥加密后续通信数据

我在审计日志系统中也沿用了这个思路：用非对称加密保护对称密钥，用对称加密保护日志正文。这样做既保证了密钥分发的安全性，又照顾了海量日志的加解密性能。