数字信封加密

Posted 2022-01-31 eyes++

OpenSSL 是目前 php 甚至是整个开发圈中的数据加密事实标准，包括 HTTPS/SSL 在内的加密都是它的实际应用， OpenSSL 提供了对称和非对称加密的形式，也就是我们日常中最普遍的两种加密方式。

那么，它和 Hash 类的加密有什么不同吗？Hash 类的加密是单向的不可逆转的加密，加密后的内容是 16进制 的 Hash 串，我们只能通过彩虹表去反推明文内容，所以只要加上盐值或者多套两层加密，就非常难逆向破解出来了。因此，Hash 加密通常会用于用户的密码保存上，即使数据库泄露了用户密码也依然是安全的。而 OpenSSL 这种类型的对称/非对称加密则是可以通过某个关键字或者证书来进行正向加密和逆向解密的，原文都是可以得到的。下面我们就来具体说说对称和非对称加密的问题。

对称加密，通常是通过一个 key（密钥） 来对原文进行加密。也就是说，不管是服务端还是客户端或是其它的任何对端，在两端通信时，它们传输的加密内容都必须要使用相同的 key 来进行加/解密操作。两端都必须同时保存这样一个 key 。估计大家也想到了，现在不管是 web 开发还是 app 开发，代码都是可以反编译查看到源码的。如果使用对称加密的话，key 是很容易被获取到的。不过，对称加密的好处是速度非常快，不消耗资源。

非对称加密则是两端持有不同的 key 。就像我们平常见到的最多的 https 证书，就是分别有 公钥 和 私钥 这两个概念。一般我们会使用 公钥 进行加密，然后使用 私钥 进行解密，通常 公钥 都是公开并发送给对方的，而私钥是保存在自己这里的。也就是说，对方向我们发送数据的时候，使用我们给它的公钥将数据进行加密，数据在传输过程中就非常安全，因为中间并没有别人有可以解密这段数据的私钥，直到我们接收到数据后使用自己的私钥进行解密后就得到了原文数据。由于两边的密钥内容并不相同，所以相对于对称加密来说，非对称加密的安全性要高了很多。虽然说非对称加密的算法和复杂度都比对称加密提升了好几个档次，但相对于对称加密的优势，在非对称加密中，速度和性能也就成了它的瓶颈，特别是数据量大的情况下。另外，非对称加密的数学原理是 大数难分解 问题，也就是越大的数越难进行因子分解。

对称加密常用的算法有：AES 、DES 、3DES 、 IDEA 、 RC2 、 RC5 等，比较常用的是 AES 和 DES 。

非对称加密常用的算法有：RSA 、Elgamal 、ECC 等，RSA 非常常用和普遍，SSL 和一些证书算法都是基于 RSA 。

那么，我们有没有折衷的方式来使用这两种加密能力呢？当然有了，并且也是非常经典的一种技术：数字信封。

其实意思非常简单，就是利用这两种加密方式各自的优点。非对称加密的安全性高，但速度慢，而且数据量越大速度越慢，那么我们就用它来加密对称加密的 key ，通常这个 key 不会很大。然后实际的数据实体使用这个对称加密的 key 来进行对称加密提升速度。这样，我们发送给客户端时，就包括两个内容，一个是非对称加密进行加密的 key ，一个使用对称加密进行加密的数据内容。客户端拿到信息后，首先使用非对称加密的密钥解码出对称加密的 key ，然后再使用这个 key 来解密最终的数据内容。