常见的加密方式总结（哈希算法、对称、非对称）-编程知识

哈希算法是一种用数学方法对数据生成一个固定长度的唯一标识的技术，可以用来验证数据的完整性和一致性，常见的哈希算法有 MD、SHA、MAC 等。
对称加密算法是一种加密和解密使用同一个密钥的算法，可以用来保护数据的安全性和保密性，常见的对称加密算法有 DES、3DES、AES 等。
非对称加密算法是一种加密和解密使用不同的密钥的算法，可以用来实现数据的安全传输和身份认证，常见的非对称加密算法有 RSA、DSA、ECC 等。

一、哈希算法

【保存在数据库中的密码需要加盐之后使用哈希算法（比如 BCrypt）进行加密】

哈希算法也叫哈希算法、散列函数或摘要算法，它的作用是对任意长度的数据生成一个固定长度的唯一标识，也叫哈希值、散列值或消息摘要。哈希值的作用是可以用来验证数据的完整性和一致性。

1.1 MD算法：

MD5 是最常用的版本，它可以生成一个 128 位（16 字节）的哈希值。MD5 存在被破解的风险，为了增加破解难度，通常可以选择加盐。【盐（Salt）在密码学中，是指通过在密码任意固定位置插入特定的字符串，让哈希后的结果和使用原始密码的哈希结果不相符，这种过程称之为“加盐”】

//加密前
if (!password.equals(employee.getPassword())) {//密码错误throw new PasswordErrorException(MessageConstant.PASSWORD_ERROR);}//MD5加密后password = DigestUtils.md5DigestAsHex(password.getBytes());if (!password.equals(employee.getPassword())) {//密码错误throw new PasswordErrorException(MessageConstant.PASSWORD_ERROR);}

观察加密前后的数据库员工表的变化：

1.2 SHA算法：

SHA（Secure Hash Algorithm）系列算法是一组密码哈希算法，用于将任意长度的数据映射为固定长度的哈希值。SHA-2 家族是在 SHA-1 算法的基础上改进而来的，它们采用了更复杂的运算过程和更多的轮次，使得攻击者更难以通过预计算或巧合找到碰撞。【SHA-2 也不是绝对安全的，也有被暴力破解或者彩虹表攻击的风险，所以，在实际的应用中，加盐还是必不可少的】

相比 MD5 算法，SHA-2 算法之所以更强，主要有两个原因：

哈希值长度更长：例如 SHA-256 算法的哈希值长度为 256 位，而 MD5 算法的哈希值长度为 128 位，这就提高了攻击者暴力破解或者彩虹表攻击的难度。
更强的碰撞抗性：SHA 算法采用了更复杂的运算过程和更多的轮次，使得攻击者更难以通过预计算或巧合找到碰撞。目前还没有找到任何两个不同的数据，它们的 SHA-256 哈希值相同。

1.3 Bcrypt算法：

Bcrypt 算法是一种基于 Blowfish 加密算法的密码哈希算法，专门为密码加密而设计，安全性高。由于 Bcrypt 采用了 salt（盐）和 cost（成本）两种机制，它可以有效地防止彩虹表攻击和暴力破解攻击，从而保证密码的安全性。【salt 是一个随机生成的字符串，用于和密码混合，增加密码的复杂度和唯一性。cost 是一个数值参数，用于控制 Bcrypt 算法的迭代次数，增加密码哈希的计算时间和资源消耗】

Bcrypt 算法可以根据实际情况进行调整加密的复杂度，可以设置不同的 cost 值和 salt 值，从而满足不同的安全需求，灵活性很高。

二、对称加密

对称加密算法是指加密和解密使用同一个密钥的算法，也叫共享密钥加密算法。【常见的对称加密算法有 DES、3DES、AES 等】

2.1 DES和3DES算法：

DES（Data Encryption Standard）使用 64 位的密钥(有效秘钥长度为 56 位,8 位奇偶校验位)和 64 位的明文进行加密。【即 56 位的密钥安全性不足，已被证实可以在短时间内破解】

DES 加密算法的基本思想是将 64 位的明文分成两半，然后对每一半进行多轮的变换，最后再合并成 64 位的密文。这些变换包括置换、异或、选择、移位等操作，每一轮都使用了一个子密钥，而这些子密钥都是由同一个 56 位的主密钥生成的。DES 加密算法总共进行了 16 轮变换，最后再进行一次逆置换，得到最终的密文。

3DES（Triple DES）是 DES 向 AES 过渡的加密算法，它使用 2 个或者 3 个 56 位的密钥对数据进行三次加密。3DES 相当于是对每个数据块应用三次 DES 的对称加密算法。为了兼容普通的 DES，3DES 并没有直接使用加密->加密->加密的方式，而是采用了加密->解密->加密的方式。当三种密钥均相同时，前两步相互抵消，相当于仅实现了一次加密，因此可实现对普通 DES 加密算法的兼容。3DES 比 DES 更为安全，但其处理速度不高。

2.2 AES算法：

AES（Advanced Encryption Standard）算法是一种更先进的对称密钥加密算法，它使用 128 位、192 位或 256 位的密钥对数据进行加密或解密，密钥越长，安全性越高。【AES 的速度比 3DES 快，而且更安全】

AES 也是一种分组(或者叫块)密码，分组长度只能是 128 位，也就是说，每个分组为 16 个字节。AES 加密算法有多种工作模式（mode of operation），如：ECB、CBC、OFB、CFB、CTR、XTS、OCB、GCM（目前使用最广泛的模式）。不同的模式参数和加密流程不同，但是核心仍然是 AES 算法。

三、非对称加密

非对称加密算法是指加密和解密使用不同的密钥的算法，也叫公开密钥加密算法。这两个密钥互不相同，一个称为公钥，另一个称为私钥。公钥可以公开给任何人使用，私钥则要保密。如果用公钥加密数据，只能用对应的私钥解密（加密）；如果用私钥加密数据，只能用对应的公钥解密（签名）。这样就可以实现数据的安全传输和身份认证。【常见的非对称加密算法有 RSA、DSA、ECC】

3.1 RSA算法：

RSA（Rivest–Shamir–Adleman algorithm）算法是一种基于大数分解的困难性的非对称加密算法，它需要选择两个大素数作为私钥的一部分，然后计算出它们的乘积作为公钥的一部分（寻求两个大素数比较简单，而将它们的乘积进行因式分解却极其困难）。

RSA 算法的安全性依赖于大数分解的难度，目前已经有 512 位和 768 位的 RSA 公钥被成功分解，因此建议使用 2048 位或以上的密钥长度。【RSA 算法的优点是简单易用，可以用于数据加密和数字签名；缺点是运算速度慢，不适合大量数据的加密】

RSA 算法是是目前应用最广泛的非对称加密算法，像 SSL/TLS、SSH 等协议中就用到了 RSA 算法。

3.2 DSA算法：

DSA（Digital Signature Algorithm）算法是一种基于离散对数的困难性的非对称加密算法，它需要选择一个素数 q 和一个 q 的倍数 p 作为私钥的一部分，然后计算出一个模 p 的原根 g 和一个模 q 的整数 y 作为公钥的一部分。DSA 算法的安全性依赖于离散对数的难度，目前已经有 1024 位的 DSA 公钥被成功破解，因此建议使用 2048 位或以上的密钥长度。【DSA 算法的优点是数字签名速度快，适合生成数字证书；缺点是不能用于数据加密，且签名过程需要随机数】