简述对称加密、非对称加密与哈希算法的核心区别

题目

简述对称加密、非对称加密与哈希算法的核心区别

信息

• 类型：问答
• 难度：⭐

考点

加密算法基础概念,对称与非对称加密区别,哈希算法特性

快速回答

三种算法的核心区别：

• 对称加密：加密解密使用相同密钥（如AES）
• 非对称加密：使用公钥加密、私钥解密（如RSA）
• 哈希算法：单向不可逆，生成固定长度摘要（如SHA-256）

主要差异：密钥管理方式、是否可逆、性能开销。

解析

1. 核心原理说明

• 对称加密：使用单一密钥进行加密和解密，速度快，适合大数据量处理。典型算法：AES、DES。
• 非对称加密：使用密钥对（公钥+私钥），公钥公开，私钥保密。解决密钥分发问题但速度慢。典型算法：RSA、ECC。
• 哈希算法：将任意长度数据转换为固定长度摘要（如256位），具有单向性和抗碰撞性。典型算法：SHA-256、MD5。

2. 对比示例

3. 代码示例（Python演示）

# 对称加密示例 (AES)
from Crypto.Cipher import AES
key = b'16byte_secret_key'  # 必须16/24/32字节
cipher = AES.new(key, AES.MODE_EAX)
data = b"Sensitive data"
ciphertext, tag = cipher.encrypt_and_digest(data)

# 非对称加密示例 (RSA)
from Crypto.PublicKey import RSA
key = RSA.generate(2048)
private_key = key.export_key()
public_key = key.publickey().export_key()
encrypted_data = public_key.encrypt(data, 32)  # 使用公钥加密

# 哈希算法示例 (SHA-256)
import hashlib
hash_obj = hashlib.sha256(b'password123')
hashed_password = hash_obj.hexdigest()  # 输出固定64字符摘要

4. 最佳实践

• 传输敏感数据：非对称加密交换密钥 + 对称加密传输数据（HTTPS原理）
• 密码存储：哈希算法 + 盐值（防止彩虹表攻击）
• 密钥管理：对称密钥用非对称加密保护

5. 常见错误

• ❌ 用MD5存储密码（已不安全） → 应改用bcrypt或Argon2
• ❌ 硬编码对称密钥在代码中 → 应使用密钥管理系统
• ❌ 非对称加密大数据 → 应仅用于小数据（如密钥交换）

6. 扩展知识

• 混合加密系统：TLS/SSL结合对称和非对称加密优势
• 量子威胁：RSA可能被量子计算机破解，推荐ECC或后量子密码学
• 哈希加盐：存储密码时添加随机盐值（salt）增强安全性