使用公钥密码学进行加密因为不需要事先共享秘钥，所以非常适合互联网环境，比对称加密有明显的优势，那么为何实际中的加密系统，例如 HTTPS 或者 PGP 等，还都是采用公钥密码学和对称加密混合的加密方式呢？为何不完全使用公钥密码学来加密呢？
公钥密码学，Public Key Cryptograhy 。不同于对称加密的“加密解密使用相同密钥”的单密钥形式，公钥密码学会用到两个 key ，加密和解密使用不同的 key ，所以公钥密码学加密又被成为“非对称加密”。两个 key 分别是：一个公钥，public key ，可以公开发布，还有一个私钥，private key ，需要保密。如果你用我的公钥加密了一段信息，那么只有我自己能够解密，因为只有我自己才有对应的私钥。这就是公钥密码学加密的基本原理：公钥加密，私钥解密。
人们一开始并不相信会有这样的加密方式存在，直到1970年代，MIT 发明了 RSA 算法。公钥密码学对传统的对称加密有明显优势：第一，可以避免首先互通密钥，互联网是个不安全的环境，如果使用对称密码学加密，那么第一步共享密钥就是一个很难解决的问题。公钥密码学出现之前，大公司都是派专人出差，面对面的共享密钥的，普通人根本负担不起这个成本。第二，除了加密，还可以用公钥密码学做数字签名，这个也是非常实用的功能，但是不是本文的重点，所以不展开。
总之，公钥密码学的优势是明显的。
但是，当我们观察实际的加密系统的，例如 HTTPS/TLS ，PGP/GPG ，几乎无一例外的都采用了混合模式。这样做的主要原因是公钥密码学有着特别明显的局限性：性能。
跟对称加密比起来，公钥密码学去加密数据是非常的慢的。用 RSA 加密256字节。加密需要0.29M 个计算周期才能完成，而解密需要11.12M 周期。同样的数据大小，交给对称加密算法，3K 周期就可以完成，也就是说比公钥密码学块4000倍。
另外，公钥密码学加密还有一个问题，那就是加密数据的大小有限制。例如，RSA 是不能加密超过4096bit 大小的数据的，这个大小是跟它 key 的长度是相关的。
总之，公钥密码学局限性也是非常明显的。
所以实际中的加密系统，例如 HTTPS/TLS ，PGP/GPG ，都采用了公钥密码学和对称加密混合的加密模式。
实际系统的工作逻辑是这样：首先双方需要通过公钥密码学的方式，互通对称加密的秘钥，然后主体的大段数据都是用对称加密的算法来加密。这样，就能兼顾整个系统的性能，又可以解决互通密钥的困难。
关于为何加密系统不去单纯使用公钥密码学，而要采用混合方式加密，原理就是这些了。总结一下，公钥密码学是互联网时代的密码学的关键技术，因为事先不需要双方共享密钥而非常适合在互联网条件下使用。但是由于其性能的局限，所以当代的主流加密系统例如 HTTPS 或者软件 GPG ，仍然采用了混合模式进行加密。
参考：