50-常見加密方式和Python實現(xiàn)

前言

我們所說的加密方式,都是對二進(jìn)制編碼的格式進(jìn)行加密的,對應(yīng)到Python中,則是我們的Bytes。

將字符串和Bytes互相轉(zhuǎn)換可以使用encode()和decode()方法。

# 方法中不傳參數(shù)則是以默認(rèn)的utf-8編碼進(jìn)行轉(zhuǎn)換
'居然'.encode()
b'\xe5\xb1\x85\xe7\x84\xb6'

b'\xe5\x8d\x97\xe5\x8c\x97'.decode()
'居然'

URL編碼

正常的URL中是只能包含ASCII字符的,也就是字符、數(shù)字和一些符號。而URL編碼就是一種瀏覽器用來避免url中出現(xiàn)特殊字符(如漢字)的編碼方式。

from urllib import parse

# quote()方法會自動將str轉(zhuǎn)換成bytes,所以這里傳入str和bytes都可以
parse.quote('居然')
%E5%B1%85%E7%84%B6

parse.unquote('%E5%B1%85%E7%84%B6')
'居然'

Base64編碼

Base64是一種用64個字符來表示任意二進(jìn)制數(shù)據(jù)的方法。

Base64編碼可以稱為密碼學(xué)的基石。可以將任意的二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行Base64編碼。所有的數(shù)據(jù)都能被編碼為并只用65個字符就能表示的文本文件。

Python內(nèi)置的base64模塊可以直接進(jìn)行base64的編解碼

注意:用于base64編碼的,要么是ASCII包含的字符,要么是二進(jìn)制數(shù)據(jù)

import base64

base64.b64encode(b'hello world')
b'aGVsbG8gd29ybGQ='

base64.b64decode(b'aGVsbG8gd29ybGQ=')
b'hello world'

MD5(信息-摘要算法)

message-digest algorithm 5(信息-摘要算法)。經(jīng)常說的“MD5加密”,就是信息摘要算法。

md5,其實就是一種算法。可以將一個字符串,或文件,或壓縮包,執(zhí)行md5后,就可以生成一個固定長度為128bit的串。這個串,基本上是唯一的。

特點

  • 壓縮性:任意長度的數(shù)據(jù),算出的MD5值長度都是固定的。
  • 容易計算:從原數(shù)據(jù)計算出MD5值很容易。
  • 抗修改性:對原數(shù)據(jù)進(jìn)行任何改動,哪怕只修改1個字節(jié),所得到的MD5值都有很大區(qū)別。
  • 強(qiáng)抗碰撞:已知原數(shù)據(jù)和其MD5值,想找到一個具有相同MD5值的數(shù)據(jù)(即偽造數(shù)據(jù))是非常困難的。
  • 不可逆性

由于MD5模塊在python3中被移除,在python3中使用hashlib模塊進(jìn)行md5操作

import hashlib

# 待加密信息
str = '這是待加密字符串'

# 創(chuàng)建md5對象
hl = hashlib.md5()

# 此處必須聲明encode
# 若寫法為hl.update(str)  報錯為: Unicode-objects must be encoded before hashing
hl.update(str.encode(encoding='utf-8'))

print('MD5加密前為 :' + str)
print('MD5加密后為 :' + hl.hexdigest())

MD5加密前為 :這是待加密字符串
MD5加密后為 :daacaad2cedc3b68c6b7719c4e50b5a0

DES

DES算法為密碼體制中的對稱密碼體制,又被稱為美國數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)。

DES是一個分組加密算法,典型的DES以64位為分組對數(shù)據(jù)加密,加密和解密用的是同一個算法。

DES算法的入口參數(shù)有三個:Key、Data、Mode。其中Key為7個字節(jié)共56位,是DES算法的工作密鑰;Data為8個字節(jié)64位,是要被加密或被解密的數(shù)據(jù);Mode為DES的工作方式,有兩種:加密或解密。

密鑰長64位,密鑰事實上是56位參與DES運算(第8、16、24、32、40、48、56、64位是校驗位,使得每個密鑰都有奇數(shù)個1),分組后的明文組和56位的密鑰按位替代或交換的方法形成密文組。

安裝
pip install pycryptodomex

# 導(dǎo)入DES模塊
from Cryptodome.Cipher import DES
import binascii

# 這是密鑰
key = b'abcdefgh'
# 需要去生成一個DES對象
des = DES.new(key, DES.MODE_ECB)
# 需要加密的數(shù)據(jù)
text = 'python spider!'
text = text + (8 - (len(text) % 8)) * '='

# 加密的過程
encrypto_text = des.encrypt(text.encode())
encrypto_text = binascii.b2a_hex(encrypto_text)
print(encrypto_text)

AES

高級加密標(biāo)準(zhǔn)(英語:Advanced Encryption Standard,縮寫:AES),在密碼學(xué)中又稱Rijndael加密法,是美國聯(lián)邦政府采用的一種區(qū)塊加密標(biāo)準(zhǔn)。這個標(biāo)準(zhǔn)用來替代原先的DES,已經(jīng)被多方分析且廣為全世界所使用。

image.png

AES為分組密碼,分組密碼也就是把明文分成一組一組的,每組長度相等,每次加密一組數(shù)據(jù),直到加密完整個明文。在AES標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中,分組長度只能是128位,也就是說,每個分組為16個字節(jié)(每個字節(jié)8位)。密鑰的長度可以使用128位、192位或256位。密鑰的長度不同,推薦加密輪數(shù)也不同。

from Cryptodome.Cipher import AES
from Cryptodome import Random
from binascii import b2a_hex  

# 要加密的明文
data = '居然'
# 密鑰key 長度必須為16(AES-128)、24(AES-192)、或32(AES-256)Bytes 長度.
# 目前AES-128足夠用
key = b'this is a 16 key'
# 生成長度等于AES塊大小的不可重復(fù)的密鑰向量
iv = Random.new().read(AES.block_size)

# 使用key和iv初始化AES對象, 使用MODE_CFB模式
mycipher = AES.new(key, AES.MODE_CFB, iv)
# 加密的明文長度必須為16的倍數(shù),如果長度不為16的倍數(shù),則需要補(bǔ)足為16的倍數(shù)
# 將iv(密鑰向量)加到加密的密文開頭,一起傳輸
ciphertext = iv + mycipher.encrypt(data.encode())

# 解密的話要用key和iv生成新的AES對象
mydecrypt = AES.new(key, AES.MODE_CFB, ciphertext[:16])
# 使用新生成的AES對象,將加密的密文解密
decrypttext = mydecrypt.decrypt(ciphertext[16:])


print('密鑰k為:', key)
print('iv為:', b2a_hex(ciphertext)[:16])
print('加密后數(shù)據(jù)為:', b2a_hex(ciphertext)[16:])
print('解密后數(shù)據(jù)為:', decrypttext.decode())

RSA

RSA加密算法是一種非對稱加密算法。在公開密鑰加密和電子商業(yè)中RSA被廣泛使用。

因為RSA加密算法的特性,RSA的公鑰私鑰都是10進(jìn)制的,但公鑰的值常常保存為16進(jìn)制的格式,所以需要將其用int()方法轉(zhuǎn)換為10進(jìn)制格式。

pip install rsa


import rsa
import binascii

# 使用網(wǎng)頁中獲得的n和e值,將明文加密
def rsa_encrypt(rsa_n, rsa_e, message):
    # 用n值和e值生成公鑰
    key = rsa.PublicKey(rsa_n, rsa_e)
    # 用公鑰把明文加密
    message = rsa.encrypt(message.encode(), key)
    # 轉(zhuǎn)化成常用的可讀性高的十六進(jìn)制
    message = binascii.b2a_hex(message)
    # 將加密結(jié)果轉(zhuǎn)化回字符串并返回
    return message.decode()

# RSA的公鑰有兩個值n和e,我們在網(wǎng)站中獲得的公鑰一般就是這樣的兩個值。
# n常常為長度為256的十六進(jìn)制字符串
# e常常為十六進(jìn)制‘10001’
pubkey_n = '8d7e6949d411ce14d7d233d7160f5b2cc753930caba4d5ad24f923a505253b9c39b09a059732250e56c594d735077cfcb0c3508e9f544f101bdf7e97fe1b0d97f273468264b8b24caaa2a90cd9708a417c51cf8ba35444d37c514a0490441a773ccb121034f29748763c6c4f76eb0303559c57071fd89234d140c8bb965f9725'
pubkey_e = '10001'
# 需要將十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制
rsa_n = int(pubkey_n, 16)
rsa_e = int(pubkey_e, 16)

# 要加密的明文
message = '居然'

print("公鑰n值長度:", len(pubkey_n))
print(rsa_encrypt(rsa_n, rsa_e, message))

網(wǎng)站:http://tool.chacuo.net/cryptdes

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