對稱加密從名字上很容易理解，就是加密和解密使用相同的密鑰和算法，加密解密過程是可逆的。與之對應還有一種非對稱加密算法，即加密和解密使用不同的密鑰，非對稱密鑰我比較喜歡叫公開密鑰算法，因爲公開密鑰中使用的密鑰是一對的，分爲公鑰和私鑰兩部分，其中公鑰是可以公開的，私鑰則不公開，通常由密鑰對的生成方持有。總結下對稱加密和公開密鑰（非對稱加密）的不同點：
- 密鑰：對稱加密中的密鑰是一串數字，加密和解密都使用相同的密鑰。公開密鑰中使用密鑰對，分爲公鑰和私鑰，私鑰需要保密，公鑰則可以被公開。
- 性能：對稱加密速度較公開密鑰快很多，對稱加密中的流密碼方式支持並行處理，塊密碼中的CTR計數器模式，由於特殊的迭代方式，也可以做到並行處理。公開密鑰算法由於密鑰長度較大，通常爲2048比特（對稱加密AES算法通常不超過256比特），所以計算量大，導致整體運算慢，當然密鑰長度越長，安全性也就越好。
- 功能：對稱加密算法通常就只用來做信息的加密和解密，而公開密鑰除了加密解密外，還可以用在數字簽名和密鑰協商方面。
使用場景
實際上，公開密鑰由於速度太慢，很少用在加密解密中，尤其是HTTP應用中通常包含的內容很多，且是明文形式傳輸，所以使用公開密鑰算法的性能就十分差。不過使用到公開密鑰進行加密解密的情況還是有的，例如下面的場景。
單向加密
假設一個用戶取款的場景，在用戶登錄自己賬戶時，輸入了賬號和密碼，之後要將這些數據發送到服務器進行驗證，由於密碼是較爲重要且隱私的數據，通常發送前，在客戶端會先對隱私數據進行加密後再發送，所以上面的場景使用公開密鑰的方式，過程就有：
- 客戶端先和服務器端建立連接，成功後，由服務器端生成密鑰對，然後將公鑰部分發送給客戶端，自己保留私鑰部分。
- 客戶端接收到公鑰後，利用該公鑰將密碼等隱私數據進行加密，然後發送給服務器驗證。
- 服務器接收到請求，使用對應的私鑰進行解密。
從上述過程可以看到，由於只有服務器端纔有對應的私鑰，所以即使公鑰部分被公開，也沒什麼問題，因爲公開密鑰方式加密和解密過程並不是可逆的，即使密文和公鑰都泄露了，也只有服務器端持有私鑰能進行解密。
雙向加密
還是上面那個取款場景，當用戶登錄成功後，進行餘額查詢操作，向服務器端發送查詢請求，服務器端返回用戶的賬戶餘額。餘額這項數據也是比較隱私的，所以可以在服務器端對餘額數據進行加密後，再返回給客戶端。可是服務器端只有私鑰，即使使用私鑰進行信息加密，發送到客戶端也沒辦法使用公鑰進行解密，這種情況就要用到雙向加密，具體過程如下：
- 回到最初的起點，客戶端首先生成一對密鑰對，然後和服務器建立連接，成功後將自己生成的密鑰對中公鑰部分發送給服務器端，私鑰部分自己保留。
- 服務端接收到客戶端發來的公鑰後，自己保留，然後自己生成另一對密鑰對，並將其中的公鑰部分返回給客戶端，私鑰部分自己保留。
- 客戶端使用服務器端密鑰對的公鑰部分對密碼數據進行加密，發送給服務器端。服務器端接收到密文後，使用對應的私鑰進行解密。
- 服務器端將賬戶餘額數據，使用客戶端發來的公鑰進行加密，密文再返回給客戶端。客戶端接收到查詢餘額返回信息後，利用對應的私鑰進行解密，得到賬戶餘額信息。
上述就是雙向加密的過程。
RSA算法
歐拉函數&定理
理解RSA加密的過程，首先要知道其中用到的數學概念，對RSA算法起到關鍵作用的是歐拉函數，用最簡單的方式表達，即：
“用φ(n)表示，n爲正整數，計算在小於等於n的正整數中所有與n構成互質關係的數的個數。”
例如在小於等於12的正整數裏，質數有1、3、5、7、11，那麼φ(n)=5。結合歐拉函數，有以下的定理：
- 如果一個數n是兩個互質整數的乘積，如p*q=n，則有φ(pq)= φ(n)。
- 對於一個質數n，有φ(n)=n-1。即小於質數n的所有正整數與n都爲互質數。
- 結合上面兩個式子，可得φ(n)=（p-1）（q-1）。
由歐拉函數應用得到歐拉定理：兩個正整數p和q爲互質數，則有：pφ(q)≡1(modq)，即p的 φ(q)次方除q的餘數等於1，“≡”是數論中的“同餘”運算符。
- 根據第三點定理，還可以進行下面的推導：
pφ(q)=p*pφ(q)-1≡1(modq)
令x=pφ(q)-1，則px≡1(modq)
計算密鑰
瞭解裏面用到的數學概念後，來看看利用公開密鑰RSA算法生成密鑰對，都用到了那些參數：
在RSA算法的生成密鑰的過程需要用到的參數有兩個很大的質數p和q， n是p和q的乘積，e是大於1小於φ(q)（即（p-1）（q-1））範圍內的一個隨機整數，e和n組合在一起成爲公鑰，n的值爲密鑰對的長度。私鑰d通過e、q和p計算得到。接下來看看計算密鑰的過程。
- 首先隨機選擇兩個很大質數p和q（重點注意是很大的質數），計算出p和q的乘積爲n。
- 根據前面歐拉定理求出φ(n)=（p-1）（q-1）。
- 接下來在1到φ(n)範圍內選擇一個隨機整數e，根據上面歐拉定理第4點，有ed≡1(modφ(n))，代入數據解出d即爲私鑰。
如何保證安全性？
前面說到，e和n組合在一起成爲公鑰，公鑰是可以公開的，那麼根據上面的加密過程看，可以對n進行因式分解，解出p和q，然後求出（p-1）（q-1）得到φ(n)，最後根據式子ed≡1(modφ(n))不就可以解出私鑰了？其實，RSA保證安全性是因爲大整數的因式分解十分困難，根據網上的資料查得，目前已被分解的最大十進制整數爲232個十進制爲，最大的二進制數爲768個二進制位。在RSA加密算法中，我們通常使用1024位二進制位，可以說基本安全，當然也可以使用2048位二進制位達到更高的安全性。所以說，n是由兩個大質數相乘得到，對其做因式分解是很困難的。
加密解密過程
首先用genrsa子命令生成密鑰對文件，密鑰長度爲2048比特，然後使用從密鑰對中分離出公鑰，-pubout參數輸出爲公鑰文件。可以使用命令，-pubin參數查看公鑰文件信息。可以看到，Public-Key顯示密鑰長度爲2048bit，Modulus的值顯示公開密鑰係數，就是n。Exponent的值表示的是e，接下來顯示的就是公鑰的值。
生成密鑰對和分離出公鑰後，在END PUBLIC KEY下一行就可以使用rsautl子命令對數據進行加密和解密了，加密命令中，-pubin參數指打開公鑰文件，即-inkey參數輸入公鑰文件，利用公鑰進行加密。
