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数据加密

介绍​

数据加密是将原始数据（明文）通过特定算法转换为难以理解的格式（密文）的过程，目的是保护敏感信息在存储或传输过程中不被未授权访问。加密技术是现代信息安全的核心，广泛应用于网络通信、数据库存储、身份验证等领域。

备注

关键术语

  • 明文（Plaintext）：原始可读数据。
  • 密文（Ciphertext）：加密后的不可读数据。
  • 密钥（Key）：用于加密或解密的一串字符。

加密类型​

1. 对称加密​

使用同一个密钥进行加密和解密。速度快，适合大数据量加密，但密钥分发存在风险。

常见算法：AES、DES、3DES
示例（AES加密）：

python
from cryptography.fernet import Fernet

# 生成密钥
key = Fernet.generate_key()
cipher = Fernet(key)

# 加密
plaintext = b"Hello, Jaeger!"
ciphertext = cipher.encrypt(plaintext)
print("密文:", ciphertext)

# 解密
decrypted = cipher.decrypt(ciphertext)
print("明文:", decrypted.decode())

输入/输出：

明文: Hello, Jaeger!
密文: b'gAAAAABl...（省略）'

2. 非对称加密​

使用**公钥（公开）和私钥（保密）**配对。公钥加密的数据只能由私钥解密，反之亦然。

常见算法：RSA、ECC
实际场景：HTTPS 证书、SSH 登录。

实际案例​

场景：保护用户密码​

  1. 问题：数据库直接存储明文密码，泄露后风险极高。
  2. 解决方案：使用单向哈希加密（如 bcrypt）存储密码哈希值。
  3. 代码示例：
python
import bcrypt

# 哈希密码
password = b"user_password123"
hashed = bcrypt.hashpw(password, bcrypt.gensalt())
print("哈希值:", hashed)

# 验证密码
input_password = b"user_password123"
if bcrypt.checkpw(input_password, hashed):
    print("密码正确!")
注意

永远不要使用 MD5 或 SHA-1 等弱哈希算法存储密码！它们易受彩虹表攻击。

总结​

  • 对称加密适合快速加密大量数据，但需安全共享密钥。
  • 非对称加密解决了密钥分发问题，但性能较低。
  • 实际应用中常结合两者（如 TLS 协议）。

延伸学习​

  1. 练习：尝试用 Python 的 cryptography 库实现 RSA 加密。
  2. 资源：