对称加密从名字上很容易理解，就是加密和解密使用相同的密钥和算法，加密解密过程是可逆的。与之对应还有一种非对称加密算法，即加密和解密使用不同的密钥，非对称密钥我比较喜欢叫公开密钥算法，因为公开密钥中使用的密钥是一对的，分为公钥和私钥两部分，其中公钥是可以公开的，私钥则不公开，通常由密钥对的生成方持有。总结下对称加密和公开密钥（非对称加密）的不同点：
- 密钥：对称加密中的密钥是一串数字，加密和解密都使用相同的密钥。公开密钥中使用密钥对，分为公钥和私钥，私钥需要保密，公钥则可以被公开。
- 性能：对称加密速度较公开密钥快很多，对称加密中的流密码方式支持并行处理，块密码中的CTR计数器模式，由于特殊的迭代方式，也可以做到并行处理。公开密钥算法由于密钥长度较大，通常为2048比特（对称加密AES算法通常不超过256比特），所以计算量大，导致整体运算慢，当然密钥长度越长，安全性也就越好。
- 功能：对称加密算法通常就只用来做信息的加密和解密，而公开密钥除了加密解密外，还可以用在数字签名和密钥协商方面。
使用场景
实际上，公开密钥由于速度太慢，很少用在加密解密中，尤其是HTTP应用中通常包含的内容很多，且是明文形式传输，所以使用公开密钥算法的性能就十分差。不过使用到公开密钥进行加密解密的情况还是有的，例如下面的场景。
单向加密
假设一个用户取款的场景，在用户登录自己账户时，输入了账号和密码，之后要将这些数据发送到服务器进行验证，由于密码是较为重要且隐私的数据，通常发送前，在客户端会先对隐私数据进行加密后再发送，所以上面的场景使用公开密钥的方式，过程就有：
- 客户端先和服务器端建立连接，成功后，由服务器端生成密钥对，然后将公钥部分发送给客户端，自己保留私钥部分。
- 客户端接收到公钥后，利用该公钥将密码等隐私数据进行加密，然后发送给服务器验证。
- 服务器接收到请求，使用对应的私钥进行解密。
从上述过程可以看到，由于只有服务器端才有对应的私钥，所以即使公钥部分被公开，也没什么问题，因为公开密钥方式加密和解密过程并不是可逆的，即使密文和公钥都泄露了，也只有服务器端持有私钥能进行解密。
双向加密
还是上面那个取款场景，当用户登录成功后，进行余额查询操作，向服务器端发送查询请求，服务器端返回用户的账户余额。余额这项数据也是比较隐私的，所以可以在服务器端对余额数据进行加密后，再返回给客户端。可是服务器端只有私钥，即使使用私钥进行信息加密，发送到客户端也没办法使用公钥进行解密，这种情况就要用到双向加密，具体过程如下：
- 回到最初的起点，客户端首先生成一对密钥对，然后和服务器建立连接，成功后将自己生成的密钥对中公钥部分发送给服务器端，私钥部分自己保留。
- 服务端接收到客户端发来的公钥后，自己保留，然后自己生成另一对密钥对，并将其中的公钥部分返回给客户端，私钥部分自己保留。
- 客户端使用服务器端密钥对的公钥部分对密码数据进行加密，发送给服务器端。服务器端接收到密文后，使用对应的私钥进行解密。
- 服务器端将账户余额数据，使用客户端发来的公钥进行加密，密文再返回给客户端。客户端接收到查询余额返回信息后，利用对应的私钥进行解密，得到账户余额信息。
上述就是双向加密的过程。
RSA算法
欧拉函数&定理
理解RSA加密的过程，首先要知道其中用到的数学概念，对RSA算法起到关键作用的是欧拉函数，用最简单的方式表达，即：
“用φ(n)表示，n为正整数，计算在小于等于n的正整数中所有与n构成互质关系的数的个数。”
例如在小于等于12的正整数里，质数有1、3、5、7、11，那么φ(n)=5。结合欧拉函数，有以下的定理：
- 如果一个数n是两个互质整数的乘积，如p*q=n，则有φ(pq)= φ(n)。
- 对于一个质数n，有φ(n)=n-1。即小于质数n的所有正整数与n都为互质数。
- 结合上面两个式子，可得φ(n)=（p-1）（q-1）。
由欧拉函数应用得到欧拉定理：两个正整数p和q为互质数，则有：pφ(q)≡1(modq)，即p的 φ(q)次方除q的余数等于1，“≡”是数论中的“同余”运算符。
- 根据第三点定理，还可以进行下面的推导：
pφ(q)=p*pφ(q)-1≡1(modq)
令x=pφ(q)-1，则px≡1(modq)
计算密钥
了解里面用到的数学概念后，来看看利用公开密钥RSA算法生成密钥对，都用到了那些参数：
在RSA算法的生成密钥的过程需要用到的参数有两个很大的质数p和q， n是p和q的乘积，e是大于1小于φ(q)（即（p-1）（q-1））范围内的一个随机整数，e和n组合在一起成为公钥，n的值为密钥对的长度。私钥d通过e、q和p计算得到。接下来看看计算密钥的过程。
- 首先随机选择两个很大质数p和q（重点注意是很大的质数），计算出p和q的乘积为n。
- 根据前面欧拉定理求出φ(n)=（p-1）（q-1）。
- 接下来在1到φ(n)范围内选择一个随机整数e，根据上面欧拉定理第4点，有ed≡1(modφ(n))，代入数据解出d即为私钥。
如何保证安全性？
前面说到，e和n组合在一起成为公钥，公钥是可以公开的，那么根据上面的加密过程看，可以对n进行因式分解，解出p和q，然后求出（p-1）（q-1）得到φ(n)，最后根据式子ed≡1(modφ(n))不就可以解出私钥了？其实，RSA保证安全性是因为大整数的因式分解十分困难，根据网上的资料查得，目前已被分解的最大十进制整数为232个十进制为，最大的二进制数为768个二进制位。在RSA加密算法中，我们通常使用1024位二进制位，可以说基本安全，当然也可以使用2048位二进制位达到更高的安全性。所以说，n是由两个大质数相乘得到，对其做因式分解是很困难的。
加密解密过程
首先用genrsa子命令生成密钥对文件，密钥长度为2048比特，然后使用从密钥对中分离出公钥，-pubout参数输出为公钥文件。可以使用命令，-pubin参数查看公钥文件信息。可以看到，Public-Key显示密钥长度为2048bit，Modulus的值显示公开密钥系数，就是n。Exponent的值表示的是e，接下来显示的就是公钥的值。
生成密钥对和分离出公钥后，在END PUBLIC KEY下一行就可以使用rsautl子命令对数据进行加密和解密了，加密命令中，-pubin参数指打开公钥文件，即-inkey参数输入公钥文件，利用公钥进行加密。
