為什么要用混合加密系統(tǒng)？

基于 非對稱加密技術(shù) 解決了密鑰配送問題，但是非對稱加密有兩個問題：

1. 非對稱加密 處理速度不如 對稱加密；
2. 無法抵御 中間人攻擊；（指攻擊者與通訊的兩端分別建立獨(dú)立的聯(lián)系，并交換其所收到的數(shù)據(jù)，使通訊的兩端認(rèn)為他們正在通過一個私密的連接與對方直接對話，但事實(shí)上整個會話都被攻擊者完全控制）

采用混合加密系統(tǒng)，就能完美解決問題1，但無法解決問題2，需要用到證書（證書不是本文的重點(diǎn)）。

當(dāng)然，混合加密系統(tǒng)，還有如下好處：

1. 高效性與性能優(yōu)化
   • 對稱加密處理數(shù)據(jù)：對稱加密（如AES）計算速度快，適合加密大量數(shù)據(jù)（如文件、通信內(nèi)容）。
   • 非對稱加密管理密鑰：非對稱加密（如RSA、ECC）用于安全交換對稱密鑰，避免了對稱加密的密鑰分發(fā)問題。
   • 資源消耗低：僅在密鑰交換階段使用計算密集的非對稱加密，后續(xù)通信由高效的對稱加密完成，節(jié)省計算資源。

2. 安全的密鑰分發(fā)
   • 解決密鑰交換難題：對稱加密的密鑰通過非對稱加密傳輸（如用接收方的公鑰加密），確保即使通信被監(jiān)聽，攻擊者也無法獲取密鑰。
   • 前向保密（Forward Secrecy）：若使用臨時密鑰（如Diffie-Hellman的臨時密鑰對），即使長期私鑰泄露，歷史會話仍無法解密。

3. 靈活性與兼容性
   • 適應(yīng)不同場景：可靈活選擇對稱和非對稱算法（如AES+ECC或ChaCha20+RSA），滿足不同協(xié)議（TLS、PGP）的需求。
   • 支持多重功能：非對稱加密還可用于數(shù)字簽名、身份認(rèn)證等，與對稱加密無縫結(jié)合。

4. 增強(qiáng)的安全性
   • 雙重防護(hù)：攻擊者需同時破解對稱密鑰和非對稱私鑰，難度極高。
   • 動態(tài)密鑰管理：每次會話生成唯一的對稱密鑰（會話密鑰），減少長期密鑰泄露風(fēng)險。

5. 擴(kuò)展性與易用性
   • 大規(guī)模部署：公鑰基礎(chǔ)設(shè)施（PKI）支持多用戶環(huán)境，非對稱加密的公鑰可公開分發(fā)，無需預(yù)共享密鑰。
   • 移動設(shè)備友好：對稱加密的低計算需求適合手機(jī)、IoT設(shè)備等資源受限的環(huán)境。

6. 前向保密（Perfect Forward Secrecy, PFS）
   • 通過臨時密鑰交換機(jī)制（如ECDHE），即使服務(wù)器私鑰未來被泄露，過去的會話仍無法被解密，顯著提升長期安全性。

總結(jié)：
混合密碼系統(tǒng)結(jié)合了對稱加密和非對稱加密兩者的優(yōu)勢，在安全性、效率和實(shí)用性之間實(shí)現(xiàn)了平衡。

實(shí)際應(yīng)用示例：

• HTTPS/TLS：客戶端生成隨機(jī)對稱密鑰，用服務(wù)器的公鑰加密后傳輸，后續(xù)通信使用對稱加密。
• PGP/GPG：用接收方的公鑰加密對稱會話密鑰，再使用該會話密鑰加密郵件內(nèi)容。
• SSH：非對稱加密驗(yàn)證身份后，協(xié)商對稱密鑰用于數(shù)據(jù)傳輸。

加密流程

1. 生成隨機(jī)數(shù)做對稱密鑰；
2. 用對稱密鑰加密提高速度；
3. 用公鑰加密保護(hù)對稱密鑰；

解密流程

1. 用私鑰解密對稱密鑰；
2. 用對稱密鑰解密密文；

Reference

https://blog.csdn.net/Octopus21/article/details/109335708

一個前后端的加密過程

加密流程時序圖

# 背景知識
|| 是拼接符號，案例如下：
如果a是101，b是110，
那么h(a||b)=h(101110)。

步驟

1. 客戶端請求一個公鑰，存儲在JS代理里，服務(wù)器端保存私鑰；
   

   gJ.apiUrl = cJ,
   gJ.interceptors.request.use((async e => ("post" === e.method && e.data && "json" === e.headers.contentType && (e.headers["Content-Type"] = "application/json;charset=UTF-8"),
   mJ.includes(e.url) && (pJ = btoa(uJ.sm4.encrypt(JSON.stringify(e.data), dJ)),
   fJ = btoa(uJ.sm2.doEncrypt(dJ, "049e2ed7ff95ecb3de4ca313dddf3956ead1386840ea752b4ccb227f4ffb361c37ed53eb30989bc88de0c56832fe8e251311f163518695221558cc114aff7cd0fa")),
   vJ = uJ.sm3(atob(pJ) + atob(fJ)),
   e.data = vJ + ":" + pJ + ":" + fJ),
   

   

2. 每次客戶端生成一個隨機(jī)密鑰，作SM4對稱密鑰（DEK），
   使用公鑰（CEK）作為 加密 對稱密鑰(DEK) = DEK的密文，

   

3. 服務(wù)器使用私鑰，解密出明文DEK， DEK 可以解密 DEK加密的密文 得到登錄信息的明文。