作为信息安全领域的基石，数据加密算法你或多或少应该用过。可你知道数据加密分成 对称加密 ( symmetric encryption ) 和 非对称加密 ( asymmetric encryption ) 两种吗？对称加密与非对称加密有什么区别？各自适用于什么场景？
对称加密
在对称加密中，我们需要维护一个 密钥 ( secret key )。数据加密者根据加密算法用 密钥 对 明文 进行加密，得到不可读懂的 密文 。数据解密者根据加密算法，用同样的 密钥 对密文进行解密，得到原来的明文。
如上图，在加密和解密的过程中，我们用到了同一个的 密钥 ，这样就是 对称加密算法 中对称一词的由来。那么，对称加密算法都有哪些呢？各自有什么特点呢？
- AES ，高级加密标准，新一代加密算法标准，速度快，安全级别高；
- DES ，数据加密标准，速度较快，适用于加密大量数据，但安全性较弱；
- Blowfish ，使用变长密钥，运行速度很快，非专利算法，没有使用限制；
- etc
| 安全级别 ( Security Level ) | 工作因素 ( Work Factor ) | 算法 ( Algorithm ) |
|---|---|---|
| 薄弱 ( Weak ) | $ O(2^{40}) $ | DES |
| 传统 ( Legacy ) | $ O(2^{64}) $ | RC4 |
| 基准 ( Baseline ) | $ O(2^{80}) $ | 3DES |
| 标准 ( Standard ) | $ O(2^{128}) $ | AES-128 |
| 较高 ( High ) | $ O(2^{192}) $ | AES-192 |
| 超高 ( Ultra ) | $ O(2^{256}) $ | AES-256 |
根据安全性，对称加密算法应该优先选择 AES ，位数尽可能大，例如 AES-256 。
由于所有参与者共享密钥，只要一人造成泄露便万劫不复，这是对称加密最大的弱点。因此，对称加密密钥分发、保管必须严格控制，以免泄露。
非对称加密
为解决对称加密共享密钥引发的问题，计算机科学家发明了一种更神奇的加密方式。这种加密方式需要两个密钥，一个是 公钥 ( public key )、一个是 私钥 ( private key )。私钥由自己保管，不能泄露；公钥分发给任何需要与自己通讯的参与者，无须保密。
数据加密者根据加密算法，用公钥对明文进行加密，得到不可读懂的密文。数据解密者根据加密算法，用私钥对密文进行解密，得到原来的明文。
由于加密环节和解密环节所用的密钥不同，因此这种加密方式也称为 非对称加密 ( asymmetric encryption )。由于公钥可以对外公开，也就不用刻意保护了。
此外，如果数据用私钥进行加密，那么只有用公钥才能解密。由于公钥是公开的，这种机制一般不用于加密数据，而用于对数据进行 签名 。
那么，非对称加密有哪些典型的应用场景呢？接下来，我们以一个虚构故事展开讨论：
Alice 是一位帮会大佬，手下有许多小弟， Bob 是其中一位。小弟们在外行动，定期汇报成果，接受指令。为保证通讯安全， Alice 通过非对称加密算法，打造了一对密钥：
Alice 小心翼翼地保管着私钥，并把公钥分发给 Bob 等小弟们。
数据加密
小弟 Bob 需要向 Alice 汇报工作， Alice 不希望汇报内容被第三方获悉，包括其他小弟。这时， Bob 用 Alice 给的公钥对汇报数据进行加密，再差人送给 Alice 。Alice 收到 Bob 送来的数据后，用自己手中的私钥一解，就知道 Bob 说啥了。
由于用公钥加密的数据只有私钥能解，而私钥只有 Alice 有，因此汇报内容不可能被第三方知晓。换句话讲，只要私钥不泄露，加密数据便不会被其他人获悉。
数据签名
Alice 给 Bob 下达行动指令，内容虽然可以公开，但 Alice 必须防止不法之徒伪造指令。
为此， Alice 先借助类似 MD5 或 SHA 的哈希算法，为指令文本计算 摘要 。同样的文本生成的摘要一定相同；不同的文本，哪怕只差一个字母，生成的摘要一定不同。
接着，Alice 用私钥对摘要进行加密，并将加密结果作为 签名 与指令一起发给 Bob 。
Bob 接到指令后，用公钥对签名进行解密，得到 Alice 生成的摘要。然后，他用同样的算法，重新为指令文本计算摘要。如果两个摘要吻合，便可确定指令是 Alice 下达的。
其他别有用心的第三方，或许已经掌握了摘要计算方法，但苦于缺少私钥，也就没有办法伪装成 Alice ，向 Bob 下达指令了。
这就是非对称加密的另一个典型使用场景—— 数据签名 ，可归纳为两步：
- 用私钥对数据进行签名；
- 用公钥对数据进行验证；