对称加密AES SM4，非对称加密RAS SM2，Hash摘要 SHA SM3，这些算法生成的字符串，是如何变成证书的。
目录导航
加密
密钥
一个字符串，或者准确的说是二进制字符串。为了方便人眼可见，一般用BASE64编码一下。
加密算法就是用这个字符串给数据加密，确保数据原始内容（明文）不泄露。
算法
算法类型
如果加密和解密用的是同一个密钥，那么就是对称加密算法。比如AES, SM4等。
如果加密和解密用的是不同的密钥，那么就是非对称加密算法，比如RSA，SM2等。密钥分成私钥和公钥，其中公钥是可以公开的，任何用户都能获得。私钥是要严格保密的。 通过私钥可以计算出公钥，但从公钥无法算出私钥。
如果这个加密算法是单向，则是Hash摘要算法，比如SHA ,SM3等。原始内容的任何变化，都将导致摘要结果的变动。无法从摘要计算出原始数据。
算法对比表
| 算法类别 | 核心定义 | 主流代表算法 | 核心使用场景 | 核心优势 | 核心劣势 | 不可触碰的安全红线 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 对称加密算法 | 加密、解密使用同一把密钥，核心是分组密码 / 流密码，密钥长度固定，算法公开，安全性依赖密钥保密性 | 【国际主流】AES-128/192/256、ChaCha20【国密标准】SM4-128【老旧淘汰】DES/3DES | 1. 大批量数据 / 文件 / 磁盘加密2. 数据库敏感字段加密3. TLS/SSH/VPN 会话数据加密4. 内网高速数据传输加密 | 1. 加解密速度极快，性能拉满2. 资源占用低，适配嵌入式 / 低功耗设备3. 硬件加速支持完善（AES-NI / 国密芯片）4. 实现简单，兼容性极强 | 1. 密钥分发困难，无法在公开网络安全传递2. 无身份认证能力，无法证明数据来源3. 密钥一旦泄露，加密直接完全失效4. 不支持不可否认性，无法防抵赖 | 1. 生产环境禁止使用 ECB 模式2. 禁止硬编码密钥、禁止提交密钥到代码仓库3. 禁止使用弱密钥 / 固定密钥，必须定期轮换4. 禁止用密码直接替代标准密钥 |
| 非对称加密算法（公钥密码） | 加密、解密使用一对数学强关联的密钥：公钥可公开分发，私钥绝对保密；无法从公钥反向推导私钥 | 【国际主流】RSA、ECC（secp256r1/secp384r1）、Ed25519【国密标准】SM2 | 1. 身份认证、数字签名 / 验签2. 密钥协商（如 TLS 握手传递对称密钥）3. 数字证书体系、HTTPS/SSL 通信4. 双向认证、代码签名、区块链、电子签章 | 1. 彻底解决公开网络的密钥分发难题2. 支持身份认证与不可否认性，可防抵赖3. 公钥可完全公开，无需保密传递4. 私钥仅持有者持有，身份可追溯 | 1. 加解密速度极慢，性能远低于对称算法2. 资源占用高，不适合大批量数据加密3. 密钥长度更长，存储 / 传输开销更大4. 实现复杂，对参数合规性要求极高 | 1. 私钥 = 生命线，绝对禁止泄露、禁止明文存储2. 禁止使用弱密钥长度（RSA<2048 位、SM2<256 位）3. 裸公钥必须通过 CA 证书体系认证，防中间人攻击4. 禁止用公钥加密大量数据，仅用于小数据 / 密钥传递 |
| 摘要算法（哈希算法） | 将任意长度的原始数据，单向映射为固定长度的唯一哈希值；无密钥，不可逆，无法从哈希值反推原始数据 | 【国际主流】SHA-256/SHA-384/SHA-512（SHA-2 系列）、SHA-3 系列【国密标准】SM3【已破解淘汰】MD5、SHA-1 | 1. 数据完整性校验、文件防篡改校验2. 数字签名配套（先哈希再签名）3. 密码加盐哈希存储（服务端禁明文存密码）4. 证书指纹、接口防重放、区块链区块哈希 | 1. 单向不可逆，无法从哈希值反推原文2. 固定长度输出，无论原文多长，结果长度统一3. 计算速度快，资源占用极低4. 可精准验证数据是否被篡改，哪怕 1 字节改动 | 1. 无任何加密能力，仅能做完整性校验2. 无法解决身份认证问题，单独使用无信任背书3. 弱算法存在哈希碰撞风险，可被伪造4. 无法直接用于数据加密传输 | 1. 生产环境绝对禁止使用 MD5、SHA-1 等已破解弱算法2. 密码存储必须加盐哈希，禁止直接用裸哈希值存密码3. 禁止直接用哈希值作为加密密钥使用4. 防篡改场景必须搭配签名 / 证书体系，单独哈希无法防伪造 |
算法长度
算法后面的数字，比如AES-128表示128位(16个字节)的密钥，AES-256则是32的字节的密钥。而SM4固定是128(16个字节长度)。
算法模式
同样的算法，可能有不同的模式，比如AES-128-CTR，AES-128-CBC、AES-256-GCM、AES-192-CCM；SM4-128-CBC、SM4-128-CTR。
常见模式对比
表格
| 模式 | 全称 | 特点 | 典型场景 |
|---|---|---|---|
| ECB | 电子密码本 | 最简单、不安全（相同明文 = 相同密文） | 几乎淘汰 |
| CBC | 密码分组链接 | 需填充、串行、旧版 TLS | 老系统、兼容场景 |
| CTR | 计数器 | 并行、无填充、流加密 | VPN、磁盘、高性能 |
| GCM | 伽罗华计数器 | CTR + 认证（AEAD）、最安全 | HTTPS/TLS 1.3、SSH、IPsec |
| CCM | 计数器 - 密码块链 | 带认证、适合低功耗 | 蓝牙、IoT、802.15.4 |
算法实现
一些算法会将其提供商或实现厂商放在最后面，比如aes128-ctr@openssh.com。表示这个AES-128算法的CTR模式，是由openssh提供实现的。
证书
密钥是一个字符串，他属于谁？他在有效期吗？他是不是伪造的？
CA（Certification Authority）机构
为了密钥的安全性，需要给密钥做个打包签证，证明该密钥的归属，没有过期，内置签发机构的新的字符串，就是证书。这个签发机构就是CA。
如果认证是私有的，比如局域网内的服务，可以自行搭建CA,分发证书，强制认可。
如果认证是开放的，比如公网服务，则必须是公众认可的CA机构，比如DigiCert，CFCA。
签证申请CSR（Certificate signing request）
为了得到CA认证的证书，需要将申请信息打包成CSR，发送给CA签发机构。该信息为明文，理论上可以发给多家CA机构审核。
CSR 文件里包含：
- 你的公钥
- 主体信息（域名 / 单位 / 城市 / 国家等）
- 一段待签名数据生成时会用本地私钥对 CSR 做自签名，证明请求方持有对应私钥。
其中的一段数据，可以用CSR里的公钥解密，由此证明这个CSR发起者，确实拥有这个公钥对应的私钥。
申请到的证书
其内容，除了申请者的信息外，CA额外增加的部分重要内容：
- 证书编号： 唯一的
- 签发机构信息：国家、省份、城市、组织、通用名（CA 名称），代表 “谁发的这张证书”
- 签名算法：CA 签发时使用的算法，例如
sha256WithRSAEncryption、sm3WithSM2Encryption - 有效期：
CA会用自己的私钥，对如上证书内容做加密（数字签名)。用户用签发结构公开的的公钥验证该签名，证明该证书是该正规CA机构签发的，内容真实，未过期。
双向证书
就是客户端和服务器端，分别发送自己的证书给对方验证，确认身份无误后再开始正式通讯。
双方的证书，可以是不同的CA机构签发的，特别是互联网服务。而在局域网环境，为了简化，都自建CA，大部分是同一个CA签发。
其它
密钥的保护
非对称密钥生成时，主要是私钥，可以用AES保护，下次使用私钥时要输入密码。这可以避免私钥明文的泄露。
但如果使用者是后端服务，比如数据库，https服务等，不可能用户访问连接时，后台手工输入密码来使用私钥验证，此时可以通过：
1、将这个保护密码去掉。此时私钥是明文。通过访问权限控制来对明文密钥文件保护。
2、改造后端服务，将密码导入服务内，对私钥解密时提供密码来正常使用。当然，这个密码又成了要保护的对象。如果安全还不允许，那这个密码就不该保存到本地，而是存到密钥管理系统KMS里面。该密码被KMS加密后本地保存。使用时，比如服务启动时，先把加密的密码发送到KMS解密，得到密码明文并只保存在内存里，用于后续私钥的使用。
总结
非对称加密主要用于认证身份，密钥长度一般也长一些，2048甚至4096。为了可公开的公钥信息的安全可信，出现了证书和对应的公认的颁发机构。
对称加密主要用户数据安全传输，性能要求不能下降太多，密钥长度一般128，192或者256足以。这个密钥由通讯双方连接时动态协商，期间用非对方的公钥加密一下再传输即可保证协商过程中的安全。
摘要用于验证某段文字没有被篡改过。