1、密码学基础：对称加密与非对称加密的区别、哈希函数的作用、加盐哈希的概念

好，咱们正式开始。第一章不讲代码，不讲硬件，先把密码学里最核心的三个概念掰扯清楚。

你想想看，在受限设备上做密码实现，最怕什么？怕选错算法，怕用错场景。我见过太多项目，芯片选型时没考虑加密开销，结果跑起来卡成幻灯片。所以这一章，咱们把地基打牢。

1.1 对称加密：一把钥匙开一把锁

对称加密，说白了就是加密和解密用同一把密钥。你拿它锁门，也拿它开门。

最常见的算法有 AES、DES、SM4。在嵌入式世界里，AES 是绝对的主流。为什么？因为它硬件加速支持好，很多 MCU 自带 AES 引擎，跑起来几乎不占 CPU。

我在项目中遇到过一件事：有个同事用 AES-256 加密传感器数据，结果发现 MCU 算力不够，每秒钟只能处理 200 字节。后来换成硬件 AES 引擎，速度直接飙到 2MB/s。嗯，选对实现方式很重要。

1.2 非对称加密：公钥加密，私钥解密

非对称加密就有点意思了。它有两把钥匙：公钥公开，私钥自己藏好。你用我的公钥加密，只有我能用私钥解开。

常见的算法有 RSA、ECC、SM2。在受限设备上，ECC（椭圆曲线密码）比 RSA 更受欢迎——同样的安全强度，ECC 的密钥更短，计算量更小。

特性	对称加密	非对称加密
密钥数量	1 个	2 个（公钥 + 私钥）
速度	快（硬件加速可达 GB/s）	慢（通常慢 100-1000 倍）
典型用途	批量数据加密	密钥交换、数字签名
嵌入式开销	低	高（尤其 RSA）

我个人习惯的做法是：用非对称加密来传递对称密钥，然后用对称加密来加密实际数据。这叫「混合加密」，既安全又高效。

1.3 哈希函数：不可逆的指纹

哈希函数，你可以把它理解成「数字指纹」。输入任意长度的数据，输出固定长度的哈希值。而且，哪怕输入只改一个比特，输出的哈希值也会面目全非。

常见的哈希算法有 SHA-256、SHA-3、SM3。在嵌入式里，SHA-256 是最通用的选择。

哈希函数有三个核心特性：

• 单向性：从哈希值反推原始数据，理论上不可能
• 抗碰撞性：很难找到两个不同的输入，产生相同的哈希值
• 雪崩效应：输入微小变化，输出剧烈变化

1.4 加盐哈希：别让密码裸奔

直接存密码的哈希值，够安全吗？不够。为什么？因为攻击者可以提前算好常见密码的哈希值，做成「彩虹表」。你存的是哈希，人家一查表就还原了。

加盐，就是在密码后面拼接一段随机字符串，然后再算哈希。每个用户的盐都不一样，彩虹表就失效了。

// 伪代码示例：加盐哈希
salt = random_bytes(16)                // 生成 16 字节随机盐
hash = SHA256(password + salt)         // 密码 + 盐，一起哈希
store(username, salt, hash)            // 存储用户名、盐、哈希值

// 验证时：
input_hash = SHA256(input_password + stored_salt)
if input_hash == stored_hash:
    accept()
else:
    reject()

我曾经在一个 IoT 项目里发现，厂商直接把用户密码的 MD5 值存到服务器上。结果数据库泄露，几万个设备被远程控制。嗯，加盐这件事，真的不能省。

1.5 知识体系总览

下面这张图，把本章的核心概念串起来了。你可以把它当作一个思维导图，后面每学一章，都可以往这个框架里填东西。

这张图里，对称加密和非对称加密是「加密」的两条腿，哈希函数是「完整性校验」的基石，加盐哈希则是密码存储的标配。后面所有章节，都会围绕这三个核心展开。