说一说对称和非对称加密

Posted 2021-04-25 技术沉淀分享

加解密早在计算机没出现之前就已经存在了，并且加解密在计算机领域也普遍使用。为什么要有加解密，因为在互联网通信中，明文传输不安全，可能会被坏人利用从而导致问题。

现代计算机系统将加密分为对称加密和非对称加密。

对称加密（Symmetric Cryptography）

 

对称加密是最快速、最简单的一种加密方式，加密（encryption）与解密（decryption）用的是同样的密钥（secret key）。对称加密有很多种算法，由于它效率很高，所以被广泛使用在很多加密协议的核心当中。

 

对称加密通常使用的是相对较小的密钥，一般小于256 bit。因为密钥越大，加密越强，但加密与解密的过程越慢。如果你只用1 bit来做这个密钥，那黑客们可以先试着用0来解密，不行的话就再用1解；但如果你的密钥有1 MB大，黑客们可能永远也无法破解，但加密和解密的过程要花费很长的时间。密钥的大小既要照顾到安全性，也要照顾到效率，是一个trade-off。

 

在实际工程项目中，给业务分配appid+appkey的方式，让业务在请求时带上appid和signature，signature的生成方式使用sha245(appkey+random+timestamp)，然后业务请求header带上appid、random、timestamp和signature，服务端收到之后，获取header里的appid、random、timestamp。并根据appid查到appkey，按照同样的方法生成signature2，并对比signature和signture2相等性。整个过程不是明文传输appkey。

加密过程：

 

func GetSignature(appkey, random, timestamp string) string {

 

    artStr := appkey + random + timestamp

    h := sha256.New()

    h.Write([]byte(artStr))

 

    return hex.EncodeToString(h.Sum(nil))

}

客户端生成signature以及服务端验证signature的过程就是对称加解密的过程。

 

非对称加密：

我们再来说说非对称加密，非对称加密是一种比对称加密更加优秀的加密算法，当然算法有利有弊，对称加密速度快但是安全性相对于非对称加密来说低，为什么呢，你想啊，要想使用对称加密，那么分享信息的各个个体之间都需要分享这个密钥，比如你们1000个人之间都使用同一个密钥进行密文传输，只要其中一个人密钥被盗窃了，那么整体加密的信息将都被破解了。好了，那么我们开始说说非对称加密。

 

就从上面提到的这个对称加密的缺点开始，怎么做到即时一个人的密钥被盗窃了，最起码保证你给其他人发送密文不被破解。于是，人们就想出了这么个办法，首先，我们停止分享共同的密钥，因为上面的bug就是来源于共享一个密钥，那么怎么办呢？每个人生成一个“私钥-公钥”对，这个私钥需要每个人自行进行保护！公钥可以随便分享，后面详细说，同时，生成的这个“私钥-公钥”对还有个强大的功能就是，使用私钥加密的信息，只能由该私钥对应的公钥才能解密，使用公钥加密的信息，只能由该公钥对应的私钥才能解密！

非对称加密应用场景也非常普遍，例如ssh、HTTPS、TLS等都是使用非对称加密

这里举一个例子：

 

一个数学小魔术：让对方任意想一个3位数，并把这个数和91相乘，然后告诉我积的最后三位数，我就可以猜出对方想的是什么数字啦！比如对方想的是123，那么对方就计算出123 * 91等于11193，并把结果的末三位193告诉我。看起来，这么做似乎损失了不少信息，让我没法反推出原来的数。不过，我仍然有办法：只需要把对方告诉我的结果再乘以11，乘积的末三位就是对方刚开始想的数了。可以验证一下，193 * 11 = 2123，末三位正是对方所想的秘密数字！其实道理很简单，91乘以11等于1001，而任何一个三位数乘以1001后，末三位显然都不变（例如123乘以1001就等于123123）。知道原理后，我们可以构造一个定义域和值域更大的加密解密系统。比方说，任意一个数乘以400000001后，末8位都不变，而400000001= 19801 * 20201，于是你来乘以19801，我来乘以20201，又一个加密解密不对称的系统就构造好了。甚至可以构造得更大一些：4000000000000000000000000000001= 1199481995446957 * 3334772856269093，这样我们就成功构造了一个30位的加密系统。这是一件非常cool的事情，任何人都可以按照我公布的方法加密一个数，但是只有我才知道怎么把所得的密文变回去。其安全性就建立在算乘积非常容易，但是要把4000000000000000000000000000001分解成后面两个数相乘，在没有计算机的时代几乎不可能成功！但如果仅仅按照上面的思路，如果对方知道原理，知道我要构造出带很多0的数，根据19801和8位算法这2个条件非常容易穷举出400000001这个目标值。要解决这个问题，真实世界就不是使用乘法了，比如RSA算法使用的是指数和取模运算，但本质上就是上面这套思想。