加密算法与使用场景总结
加密算法与使用场景总结
参考廖雪峰博客，了解基础加密算法的原理。 （https://www.liaoxuefeng.com/wiki/1252599548343744/1255943717668160）
下面，对这类算法做一下分类总结。
编码算法
URL编码和Base64编码。 可以编码及解码。处理特殊字符。
哈希算法
常用的哈希算法有MD5、SHA-1,SM3等。可用于验证数据完整性，具有防篡改检测的功能；用哈希存储口令时要考虑彩虹表攻击。
基于秘钥的哈希算法
Hmac,可以配合MD5、SHA-1,SM3等哈希算法，计算的摘要长度和原摘要算法长度相同。
对称加密算法
对称加密算法使用同一个密钥进行加密和解密，常用算法有DES、AES和IDEA等。国密4-SM4。
使用对称加密算法需要指定算法名称、工作模式和填充模式。
口令加密（PBE）
通过某种加密算法（确保每次加密之后的结果是一样的即可，不要求能解密），将用户口令先加密成复杂的秘钥，然后使用对称加密方式对待加密数据进行对称加密。解密时也需先将用户口令加密成秘钥，再解密。
先通过用户口令生成秘钥，可以保证数据被脱库之后，被加密数据不被泄露。因为即使黑客知道了加密后的数据和对称加密算法，解密出来的也只是秘钥。黑客无法通过秘钥解出用户口令。
秘钥交换算法（DH算法）
该算法为解决的问题是保证不安全的信道上安全地传输密钥，其可以在双方不直接传递密钥的情况下完成密钥交换。
秘钥交换算法的本质就是双方各自生成自己的私钥和公钥，私钥仅对自己可见，然后交换公钥，并根据自己的私钥和对方的公钥，生成最终的密钥secretKey，DH算法通过数学定律保证了双方各自计算出的secretKey是相同的。
该算法保证了通信在被监听的情况下，监听者无法推导出真正的秘钥；但无法保证中间人攻击，如存在第三方冒充正常通信方的身份，可以达到欺骗双方的目的。这里需要有其他的方式保证身份验证
非对称加密算法
非对称加密就是加密和解密使用的不是相同的密钥：只有同一个公钥-私钥对才能正常加解密。公钥是可以公开的，而私钥是完全保密的。
使用非对称加密算法，和不同的通信方只需要使用同一个秘钥对，免去了协商秘钥的麻烦。不过因为非对称加密运算速度非常慢，加密数据少的缺点，往往需要配合其他对称加密算法共同使用。 其主要使用场景在于传递秘钥口令。
不过使用非对称加密算法也不能防止中间人攻击，其使用方式和秘钥交换算法基本一致。
签名算法
签名算法是非对称加密的反向操作——使用私钥签名，公钥验签。不过在使用中，因为签名的消息比较长，又由于非对称算法运算速度慢，接受方也仅仅使用签名信息做校验，所以往往会先将原始信息做hash。然后对hash值进行签名或验签。对应的签名数字签名算法也总是和hash算法配套。例如MD5withRSA、SHA1withRSA、SHA256withRSA；或者国密系列 Sm3WithSm2
数字证书
在前面的非对称算法里，因为公钥是对外公开的，往往无法保证数据传输双方的身份。有或者网站访问过程中，如何保证访问的网址没有被黑客劫持。这里就得引出数字证书。
数字证书就是集合了多种密码学算法，用于实现数据加解密、身份认证、签名等多种功能的一种安全标准。
数字证书可以防止中间人攻击，因为它采用链式签名认证，即通过根证书（Root CA）去签名下一级证书，这样层层签名，直到最终的用户证书。而Root CA证书内置于操作系统中，所以，任何经过CA认证的数字证书都可以对其本身进行校验，确保证书本身不是伪造的。
以HTTPS协议为例，浏览器和服务器建立安全连接的步骤如下：
- 浏览器向服务器发起请求，服务器向浏览器发送自己的数字证书；
- 浏览器用操作系统内置的Root CA来验证服务器的证书是否有效，如果有效，就使用该证书加密一个随机的AES口令并发送给服务器；
- 服务器用自己的私钥解密获得AES口令，并在后续通讯中使用AES加密。