密码学基础
校招考察频度：☆ 中频（原理扩展·工程加分项）
后端安全的地基：哈希存密码、对称加密数据、非对称交换密钥。面试主线：三类算法怎么用、密码怎么存、密钥怎么管。
三类算法
| 类别 | 代表 | 用途 | 特点 |
|---|---|---|---|
| 哈希 | SHA-256、bcrypt | 完整性、密码存储 | 不可逆 |
| 对称加密 | AES | 数据加密 | 快，密钥分发难 |
| 非对称 | RSA、ECC | 密钥交换、签名 | 慢，公钥公开 |
密码存储（高频）
| 方案 | 评价 |
|---|---|
| 明文 | 灾难 |
| MD5/SHA1 | 可彩虹表破解 |
| 加盐哈希（单盐） | 弱：同盐同哈希 |
| bcrypt/scrypt/argon2 | 标准：内置盐 + 慢哈希抗暴力 |
# 正确姿势 (见 FastAPI 鉴权篇)
password_hash = bcrypt.hashpw(pw.encode(), bcrypt.gensalt())
bcrypt.checkpw(pw.encode(), password_hash) # 恒定时间比较要点：每用户独立盐 + 慢哈希 + 恒定时间比较。别自己发明哈希算法。
对称 vs 非对称
- 对称（AES）：同一密钥加解密。快，适合大量数据。密钥怎么安全传给对方是问题
- 非对称（RSA/ECC）：公钥加密私钥解密。慢，用于小数据（密钥交换、签名）
- 混合：非对称交换对称密钥，对称加密数据（TLS 就是，见 HTTPS 与 TLS 篇）
- 签名：私钥签名公钥验签（防篡改 + 认证来源），JWT 就是签名应用
常见错误
| 错误 | 后果 |
|---|---|
| 自己设计加密 | 必被攻破（用标准库） |
| ECB 模式 | 模式泄露（用 GCM） |
| 密钥硬编码 | 源码泄露即数据泄露 |
| 明文存敏感数据 | 拖库即裸奔 |
| 弱随机数 | 可预测（用 CSPRNG） |
密钥管理
- 密钥分级：主密钥 + 数据密钥（信封加密）
- 集中管理：KMS/Vault，不落代码和配置文件
- 轮换：定期换密钥，支持多版本解密
- 环境隔离：开发/生产密钥分离
- 云上：云 KMS（自动轮换、审计）
面试追问
- 密码怎么存？ bcrypt/argon2：每用户盐 + 慢哈希 + 恒定时间比较。MD5 加盐也弱
- 对称和非对称？ 对称快（数据加密），非对称慢（密钥交换/签名）。TLS 混合使用
- 签名是什么？ 私钥签公钥验：防篡改 + 认证来源。JWT 的 signature
- ECB 为什么不行？ 相同明文相同密文，模式泄露。用 GCM 等认证加密
- 密钥放哪？ KMS/Vault，环境变量都不理想（进程可见）。分级 + 轮换 + 审计