对称密钥密码

对称密钥密码（如 AES、ChaCha20、RC6、Twofish、CAST 等）使用相同的密钥（或密码）来加密和解密数据。它们常与其他算法组合成对称加密方案（如 ChaCha20-Poly1305、AES-128-GCM 和 AES-256-CTR-HMAC-SHA256），也经常搭配将密码转换为密钥的密钥派生算法（如 Scrypt 和 Argon2）。对称密钥密码具有抗量子性，这意味着只要使用足够长的密钥，强大的量子计算机也无法攻破其安全性。对称密码既可以加密按固定大小分块的数据（分组密码），也可以加密以字节序列形式到来的数据（流密码）。通过称为“分组密码工作模式”的特定构造，可以将分组密码转换为流密码。

对称加密与解密

对称加密和解密使用秘密密钥或口令（从中派生密钥）。用于加密和解密数据的秘密密钥通常为 128 位或 256 位，称为“加密密钥”。它有时以十六进制或 base64 编码的整数形式给出，也可以通过基于密码的密钥派生方案生成。

输入数据经过加密后会转换为密文；密文经过解密后，则会还原为原始输入数据。

对称加密使用一组算法

需要理解的一个重要概念是：对称密钥加密算法通常不会单独工作。它们会与其他相关密码算法协同使用，组成对称加密方案／对称加密构造。

在大多数加密方案中，加密会与密码到密钥派生算法及消息认证方案结合使用（参见认证加密）。典型的对称加密过程包含一系列步骤，涉及不同的密码算法：

• 基于密码的密钥派生算法（如 Scrypt 或 Argon2）：允许使用密码代替密钥，并使密码破解过程困难且缓慢。
• 分组密码到流密码转换算法（如 CBC 或 CTR 等分组密码模式）+ 消息填充算法（在某些模式中使用，如 PKCS7）：让分组密码算法（如 AES）能够加密任意大小的数据。
• 分组密码算法（如 AES）：使用秘密密钥安全地加密固定长度的数据块。
• 消息认证算法（如 HMAC）：检查解密后得到的结果是否与加密前的原始消息一致。

本节后续将通过更多细节和示例，介绍如何配置并使用对称分组密码（如 AES）以及上述所有算法，安全地加密和解密任意大小的消息。