软件设计师加密算法考点速查：对称、非对称、散列与签名

软件设计师中的加密算法题，表面上在考 DES、AES、RSA、SHA、数字签名和数字证书，实际上经常考的是“这个工具到底解决什么问题”。先把安全目标分清，再看密钥和算法，题目会容易很多。

这篇考点速查主要记录

一、先分清四个安全目标

安全目标	大白话	常见技术	题目关键词
保密性	不该看的人看不懂。	对称加密、非对称加密	防窃听、机密、密文、解密
完整性	内容没有被偷偷改过。	散列、MAC、数字签名	篡改检测、摘要、校验
身份认证	确认对方确实是他声称的那个人。	数字签名、数字证书、认证协议	验证身份、证书、可信第三方
不可否认性	做过的事情不能轻易赖掉。	数字签名、时间戳、审计	签名者不能否认、责任追踪

一个技术可以同时支持多个目标。例如数字签名既能让接收方验证身份，也能发现内容被修改，还能在一定条件下证明签名者不能否认自己的签名。

对称加密使用同一个密钥进行加密和解密。发送方和接收方必须提前共享密钥，所以它的最大问题不是“算得慢”，而是“密钥怎么安全交给对方”。

明文 + 共享密钥 → 加密 → 密文
密文 + 同一把共享密钥 → 解密 → 明文

优点：速度快，适合大量数据加密。缺点：密钥分发困难，参与者多时密钥管理复杂。

非对称加密使用一对密钥：公钥可以公开，私钥必须保密。公钥和私钥成对工作，但“用哪把钥匙加密”取决于你想解决什么问题。

目的	发送方操作	接收方操作	解决的问题
保密通信	用接收方公钥加密	用接收方私钥解密	只有接收方能看懂
数字签名	用发送方私钥签名	用发送方公钥验证	确认身份、发现篡改、支持不可否认

保密：公钥加密，私钥解密。签名：私钥签名，公钥验证。

非对称加密的优点是密钥分发更方便，缺点是计算速度通常比对称加密慢。因此实际系统常用“混合加密”：先用非对称算法安全交换会话密钥，再用对称算法加密大量业务数据。

散列函数把任意长度的输入映射成固定长度的摘要。摘要不是加密结果，通常不能靠“解密”还原原文。

文件内容 → SHA-256 → 摘要
文件被修改 → SHA-256 → 不同摘要

实际签名通常不会直接对整份大文件做昂贵的非对称运算，而是先对文件计算摘要，再对摘要进行签名。

所以，数字签名不是为了让消息保密。任何拿到发送方公钥的人都可以验证签名，签名的核心是“证明是谁发的”和“内容有没有被改”。

问题来了：接收方拿到的“发送方公钥”是真的吗？数字证书就是由可信认证机构把“身份”和“公钥”绑定在一起的凭证。

算法/技术	类别	主要用途	一句话记忆
DES / 3DES / AES	对称加密	大量数据保密传输	AES是现代主流，DES已过时。
RSA	非对称加密	密钥交换、数字签名	公钥私钥，速度比对称算法慢。
ECC	非对称加密	密钥交换、签名	同等安全强度下密钥更短。
MD5 / SHA	散列函数	摘要、完整性、签名辅助	不是加密，不能靠摘要还原原文。
HMAC	带密钥散列	消息认证和完整性	散列 + 共享密钥，用于认证消息。
TLS	安全协议	安全通信、协商密钥、认证	不是单个加密算法，而是协议组合。

容易混淆	正确区分
加密 vs 散列	加密强调保密，理论上可解密；散列强调摘要和完整性，通常不可逆。
私钥加密 vs 数字签名	题目里常用“私钥签名、公钥验证”描述签名；不要把签名简单理解成保密加密。
公钥加密 vs 私钥解密	用于保密通信，接收方私钥必须保密。
私钥签名 vs 公钥验证	用于身份认证、完整性和不可否认性，消息本身不因此保密。
对称 vs 非对称	对称快但密钥分发难；非对称慢但密钥分发方便。
数字证书 vs 数字签名	签名是动作，证书是把身份和公钥绑定起来的凭证。

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