Python基础之数据加密
文章目录
Python基础之数据加密1. 准备工作2. MD5加密2.1 加密规则2.2 应用场景2.3 代码实例2.4 sha1 加密
3. Base64加密3.1 加密规则3.2 应用场景3.3 代码实例
4. AES4.1 加密规则4.2 应用场景4.3 代码实例
5. RSA5.1 加密原理5.2 代码实例
备注： 本文的代码示例可以直接复制使用，只要传入对应参数即可~~ 方便实用！
1. 准备工作
重点：首先确保我们待加密的内容是Bytes格式！
我们所说的加密方式，都是对二进制编码的格式进行加密的。所以，在加密之前，我们要首先确保我们待加密的内容是Bytes格式，否则会报错。 那么我们如何得到Bytes格式呢？ 秘诀就是使用encode()和decode()方法； 代码如下：
str = 'I LOVE China! 我爱你中国！'
str_en
= str.encode
('utf-8')
print(str_en
)
str_de
= str_en
.decode
('utf-8')
print(str_de
)
加密解密步骤：
加密内容.encode(‘utf-8’)，将加密内容变为Bytes格式；进行加密；进行解密；解密后的内容.decode(‘utf-8’)，将解密内容变得可读；
2. MD5加密
MD5信息摘要算法（英语：MD5 Message-Digest Algorithm），一种被广泛使用的密码散列函数，可以产生出一个128位（16字节）的散列值（hash value），用于确保信息传输完整一致。
2.1 加密规则
MD5算法的原理可简要的叙述为：MD5码以512位分组来处理输入的信息，且每一分组又被划分为16个32位子分组，经过了一系列的处理后，算法的输出由四个32位分组组成，将这四个32位分组级联后将生成一个128位散列值。
2.2 应用场景
密码管理：一般数据库中所存储的密码，都是经过MD5加密处理的，这种加密没有解密的办法，只能正向运算(加密)，不能反向运算(解密)。所以当我们要求管理员查看一下我们的密码是什么的时候，管理员会告诉我们：我只能给你重置密码，原因就在于此；虽然MD5也存在漏洞，但还是相对安全的；
电子签名：我们下载各类文件时，下载页面上除了会提供软件的下载地址以外，还会给出一串长长的字符串。这串字符串其实就是该软件的MD5 值，它的作用就在于下载该软件后，对下载得到的文件用专门的软件（如 Windows MD5 check 等）做一次 MD5 校验，以确保我们获得的文件与该站点提供的文件为同一文件。
2.3 代码实例
一般的MD5加密
import hashlib
str = 'I LOVE China! 我爱你中国！'
str_en
= str.encode
('utf-8')
h
= hashlib
.md5
(str_en
)
h_en
= h
.hexdigest
()
print(h_en
)
带参数的MD5加密 MD5虽然加密的安全性相对较好，但仍可以被撞库破解，为增加安全性，我们可以再传入一个参数，相当于再进行一次加密，提高安全性，方法如下：
str = 'I LOVE China! 我爱你中国！'
str_en
= str.encode
('utf-8')
h
= hashlib
.md5
(str_en
)
h
.update
('admin'.encode
('utf-8'))
h_en
= h
.hexdigest
()
print(h_en
)
文件加密
import hashlib
def get_file_md5(f
):
str = hashlib
.md5
()
while True:
data
= f
.read
(10240)
if not data
:
break
str.update
(data
)
return str.hexdigest
()
with open(File_Name
, 'rb') as f
:
file_md5
= get_file_md5
(f
)
2.4 sha1 加密
SHA-1（英语：Secure Hash Algorithm 1，中文名：安全散列算法1）是一种密码散列函数，美国国家安全局设计，基于MD5，但比MD5更安全，使用方法与MD5完全一致，如下：
import hashlib
str = 'I LOVE China! 我爱你中国！'
str_en
= str.encode
('utf-8')
h
= hashlib
.sha1
(str_en
)
h
.update
('admin'.encode
('utf-8'))
h_en
= h
.hexdigest
()
print(h_en
)
3. Base64加密
Base64是网络上最常见的用于传输8Bit字节码的编码方式之一，Base64就是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的方法。Base64编码是从二进制到字符的过程，可用于在HTTP环境下传递较长的标识信息。采用Base64编码具有不可读性，需要解码后才能阅读。由于以上优点，Base64被广泛应用于计算机的各个领域。
3.1 加密规则
把3个字节变成4个字节。每76个字符加一个换行符。最后的结束符也要处理。
3.2 应用场景
迅雷下载的专用地址链接是使用Base64’加密’的；QQ旋风也是使用Base64’加密’的；
备注：这里的加密都打上了引号，因为与其说是加密，不如说是按照规则，对数据进行编码，把原本有意义的内容，编码成必须解码才能阅读的内容；
3.3 代码实例
import base64
str = 'I LOVE China! 我爱你中国！'
str_en
= str.encode
('utf-8')
b64_en
= base64
.b64encode
(str_en
)
print(b64_en
)
b64_de
= base64
.b64decode
(b64_en
)
print(b64_de
)
str_de
= b64_de
.decode
('utf-8')
print(str_de
)
4. AES
高级加密标准(英语:Advanced Encryption Standard，缩写:AES)，在密码学中又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES，已经被多方分析且广为全世界所使用。2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一。
4.1 加密规则
AES加密数据块和密钥长度可以是128b、192b、256b中的任意一个。AES加密有很多轮的重复和变换。大致步骤如下:①密钥扩展(Key Expansion);②初始轮(InitialRound);③重复轮(Rounds)，每一重复轮又包括字节间减法运算(SubBytes)、行移位(ShiftRows)、列混合(MixColurmns)、轮密钥加法运算(AddRoundKey)等操作;①最终轮(Final Round)，最终轮没有列混合操作(MixColumns)。
4.2 应用场景
AES算法 用于传递不适合明文传输的报文。
4.3 代码实例
import base64
from Crypto
.Cipher
import AES
'''
采用AES对称加密算法
'''
def add_to_16(message
):
while len(message
) % 16 != 0:
message
= str(message
)
message
+= '\0'
return message
def encrypt_oracle(message
,key_pri
):
'''
加密函数，传入明文 & 秘钥，返回密文；
:param message: 明文
:param key_pri: 秘钥
:return:encrypted 密文
'''
aes
= AES
.new
(add_to_16
(key_pri
), AES
.MODE_ECB
)
message_bytes
= message
.encode
('utf-8')
message_16
= add_to_16
(message_bytes
)
encrypt_aes
= aes
.encrypt
(message_16
)
encrypt_aes_64
= base64
.b64encode
(encrypt_aes
)
return encrypt_aes_64
def decrypt_oralce(message
,key_pri
):
'''
解密函数，传入密文 & 秘钥，返回明文；
:param message: 密文
:param key_pri: 秘钥
:return: encrypted 明文
'''
aes
= AES
.new
(add_to_16
(key_pri
), AES
.MODE_ECB
)
message_de64
= base64
.b64decode
(message
)
message_de64_deaes
= aes
.decrypt
(message_de64
)
message_de64_deaes_de
= message_de64_deaes
.decode
('utf-8')
return message_de64_deaes_de
message
= 'Tommorrow is another day！over!'
key_pri
= '123456'
content_en
= encrypt_oracle
(message
,key_pri
)
print('加密后，密文为：',content_en
)
content
= decrypt_oralce
(content_en
,key_pri
)
print('解密后，明文为：',content
)
5. RSA
RSA是1977年由罗纳德·李维斯特（Ron Rivest）、阿迪·萨莫尔（Adi Shamir）和伦纳德·阿德曼（Leonard Adleman）一起提出的。当时他们三人都在麻省理工学院工作。RSA就是他们三人姓氏开头字母拼在一起组成的 。
RSA公开密钥密码体制是一种使用不同的加密密钥与解密密钥，"由已知加密密钥推导出解密密钥在计算上是不可行的"密码体制。RSA允许你选择公钥的大小。512位的密钥被视为不安全的；768位的密钥不用担心受到除了国家安全管理（NSA）外的其他事物的危害；1024位的密钥几乎是安全的。
5.1 加密原理
RSA公开密钥密码体制的原理是：根据数论，寻求两个大素数比较简单，而将它们的乘积进行因式分解却极其困难，因此可以将乘积公开作为加密密钥。
5.2 代码实例
import rsa
def rsaEncrypt(message
):
'''
RSA加密函数
传入需要加密的内容，进行RSA加密，并返回密文 & 私钥 & 公钥
:param message: 需要加密的内容，明文
:return: 密文 & 私钥 & 公钥
'''
key_pub
,key_pri
= rsa
.newkeys
(1024)
content
= message
.encode
('utf-8')
crypto
= rsa
.encrypt
(content
,key_pub
)
return (crypto
,key_pri
,key_pub
)
def rsaDecrypt(message
,key_pri
):
'''
RSA 解密函数，传入密文 & 私钥，得到明文；
:param message: 密文
:param key_pri: 私钥
:return: 明文
'''
content
= rsa
.decrypt
(message
,key_pri
)
return content
.decode
('utf-8')
message
='I Love China. 我爱你中国！'
print('加密前：',message
)
crypto
,key_pri
,key_pub
= rsaEncrypt
(message
)
print('加密后：',crypto
)
print('秘钥为：',key_pri
)
print('公钥为：',key_pub
)
content
= rsaDecrypt
(crypto
,key_pri
)
print('明文为：',content
)
