【项目实战】最常用的RSA签名方式（PS256、 RS256对比）

一、RS256 (RSA with SHA-256)

RS256 ，是一种非对称算法。
RS256 ，是最常用的RSA签名方式之一。
RS256 ，使用的是传统的RSA签名算法。
RS256 ，采用带有SHA-256的RSA签名算法。
RS256 ，其中散列函数SHA-256被用来预先处理消息或令牌。

这个散列值然后通过RSA私钥进行加密，生成签名。接收者会使用公钥解密签名，并使用相同的SHA-256散列函数来验证消息的完整性。因为散列函数的使用，即使原始消息非常长，签名的计算也相对快速且资源消耗较少。

二、PS256 (RSA-PSS with SHA-256)

RS256 ，是一种对称算法。
PS256，是一种更安全的签名方法。
PS256，使用的是RSA概率签名方案（RSA Probabilistic Signature Scheme, PSS）。
PS256，采用带有SHA-256的HMAC算法，同样使用SHA-256作为散列函数.

三、PS256和RS256对比与选型

3.1 相同点

（1）都是用于数字签名的算法，是两种不同的数字签名算法。
（2）都遵循JSON Web Algorithms (JWA) 规范。
（3）都常用于JSON Web Token (JWT) 和其他安全通信协议中。

3.2 不同点

3.2.1 密钥类型

（1）RS256是一种非对称算法，使用公钥/私钥对进行操作。
私钥用于生成签名，而公钥用于验证签名。

• 由于私钥是保密的，只有身份提供者拥有；
• 公钥则是公开的，可以被任何需要验证签名的消费者获取和使用。
• RS256 ，使用公钥/私钥对，身份提供者拥有用于生成签名的私钥
• 而JWT的消费者获得公钥验证签名，安全性更高。

（2）PS256则是一种对称算法，它通常使用相同的密钥进行签名和验证
这意味着密钥需要在双方之间共享，并且必须保持密钥的安全，以防止泄露。
双方之间仅共享一个密钥，由于使用相同的密钥生成签名和验证签名，因此必须注意确保密钥不被泄密；

3.2.2 密钥管理不同

（1）RS256使用公钥/私钥对，公钥不需要保持安全，因此大多数身份提供者都可以让消费者轻松获取和使用
（2）PS256双方之间仅共享一个密钥，生成签名和验证签名都使用相同的密钥，密钥管理较困难；

3.2.3 安全性需求

（1）多方验证的场景中，RS256更安全

• RS256 提供了良好的安全性和性能，但可能对一些特定类型的攻击比较脆弱。
• 要进行多方验证的场景中，RS256提供了更好的安全性。 因为它允许每个服务使用同一个公钥来验证签名，而私钥则被安全地保管。

（2）抵御某些类型的密码学攻击，PS256 更安全

• PS256 在安全性方面更胜一筹，尤其是抵御某些类型的密码学攻击
• PS256，在签名和验证过程中，它还利用了填充机制和掩码生成函数（MGF）来增加安全性。
• 掩码生成函数（Mask Generation Function, MGF）

PS256，引入了额外的随机性，使得同样的消息每次签名都会产生不同的输出。
PS256，增加了对攻击者的抵抗能力，特别是对抗某些类型的已知明文攻击和选择明文攻击。

• 如果应用场景中需要更高的安全性，且能够确保密钥的安全性，那么可以选择使用PS256。

3.2.4 性能

由于PS256 更复杂的实现，可能在性能上略逊于RS256。

3.2.5 应用场景

• 对于单体应用而言 HS256（与PS256类似，是对称算法）和RS256的安全性没有多大差别。
• 在微服务架构中，尤其是需要进行多方验证的情况下 RS256/ES256（另一种非对称算法）才能提供足够的安全性。 因为只有身份认证的服务需要用RSA私钥生成JWT，其他服务使用公开的公钥即可进行签名验证。

3.3 选型建议

RS256适用于需要高安全性和多方验证的场景.
而PS256则适用于双方共享密钥且对安全性要求较高的场景。
在实际应用中，选择合适的算法需要根据具体的安全需求和应用场景来决定。

在选择使用哪种算法时，你需要权衡你的安全需求和性能要求。

• 如果安全性是首要考虑因素，PS256可能是更好的选择；
• 如果性能是关键，那么RS256可能会更适合。

然而，在大多数现代应用中，两者的性能差异并不显著，因此通常推荐使用PS256以获得更高的安全保障。