【Python】开发工具库-pycrypto（二）

2022-10-08 525

版权

本文内容由阿里云实名注册用户自发贡献，版权归原作者所有，阿里云开发者社区不拥有其著作权，亦不承担相应法律责任。具体规则请查看《阿里云开发者社区用户服务协议》和《阿里云开发者社区知识产权保护指引》。如果您发现本社区中有涉嫌抄袭的内容，填写侵权投诉表单进行举报，一经查实，本社区将立刻删除涉嫌侵权内容。

简介： 本文主要介绍下在Python语言环境下，几种常见的加密方式。对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下。

本文主要介绍下在Python语言环境下，几种常见的加密方式。对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下。

可以参考下如下博文：

【Python】开发工具库-pycrypto（一）

概述

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，对应到Python中，则是我们的Bytes。所以当我们在Python中进行加密操作的时候，要确保我们操作的是Bytes，否则就会报错。常见的python加密算法里面，大体上可以分为三类：

线性散列算法（签名算法）MD5，sha1
对称性加密算法 AES DES
非对称性加密算法 RSA

1 Base64加解密

针对Base64加解密，比较简单，这里简单复述下就可以了，本文主要是是使用pycryptodome模块的加密。Base64的优缺点如下：

👉「优缺点」

优点：方法简单
缺点：不保险，别人拿到密文可以自己解密出明文

👉「编码原理」

将3个字节转换成4个字节((3 X 8)=24=(4X6))，先读入3个字节，每读一个字节，左移8位，再右移四次，每次6位，这样就有4个字节了。

👉 「解码原理」

将4个字节转换成3个字节，先读入4个6位(用或运算)，每次左移6位，再右移3次，每次8位，这样就还原了。

👉 「编码/解码实现」

加密，加密前转为utf-8编码

>>># 导入模块>>>importbase64>>>>>>password='Aion.Liu'>>>>>># 加密，加密前转为utf-8编码>>>pwd_enc=base64.b64encode(password.encode(encoding="utf-8")) 
>>>>>>print(pwd_enc)
b'QWlvbi5MaXU='>>>>>>pwd_dec=base64.b64decode(pwd_enc.decode()) # 解码>>>>>>print(pwd_dec)
b'Aion.Liu'>>>

2 pycrytodemo加解密

PyCrypto是 Python 中密码学方面最有名的第三方软件包。可惜的是，它的开发工作于2012年就已停止。幸运的是，有一个该项目的分支PyCrytodome 取代了 PyCrypto （支持到2.6.1）这个包里面实现MD2、MD4、MD5、RIPEMD、SHA1、SHA256等加密算法。本文主要是是使用pycryptodome模块的加密，关于PyCrytodomex有兴趣的小伙伴可以参考这里：https://pypi.org/project/pycryptodomex/

pycryto能实现大致3种类型的数据加密（单向加密、对称加密和非对称加密），其中Python的base64模块加密和基于pycrypto模块的加密。

单向加密：Crypto.Hash，其中中包含MD5、SHA1、SHA256等
对称加密：Crypto.Cipher，如常见的DES等
非对称加密：Crypto.Cipher，如常见的AES加密等
随机数操作：Crypto.Random，也可以使用Python内置的random模块和secrets模块产生
数字签名与验签：可能需要使用到 Crypto.PublicKey，Crypto.Hash，Crypto.Signature

今天主要探索下pycrytodemo中的Cipher以及Hash

🔥2.1 RSA算法生成密钥对

RSA是一种公钥密码算法
RSA的密文是对代码明文的数字的 E 次方求mod N 的结果。也就是将明文和自己做E次乘法，然后再将其结果除以 N 求余数，余数就是密文。RSA是一个简洁的加密算法。E 和 N 的组合就是公钥
对于RSA的解密，即密文的数字的 D 次方求mod N 即可，即密文和自己做 D 次乘法，再对结果除以 N 求余数即可得到明文。D 和 N 的组合就是私钥

fromCryptoimportRandomfromCrypto.PublicKeyimportRSA# 获取一个伪随机数生成器random_generator=Random.new().read# 获取一个rsa算法对应的密钥对生成器实例rsa=RSA.generate(1024, random_generator)
# 生成私钥并保存private_pem=rsa.exportKey()
withopen('rsa.key', 'w') asf:
f.write(private_pem)
# 生成公钥并保存public_pem=rsa.publickey().exportKey()
withopen('rsa.pub', 'w') asf:
f.write(public_pem)
# 私钥 rsa.key 结果大概如下# -----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----# MIICXQIBAAKBgQDR4Wq9l44lw/thTPyFmSi2hII92EPh90yGXQNL5e7zJPD16j6Q# # tr+tIPNSQaVrnmNwrtqyEC2x4Meyp3tdCWPYUF11r2GgDgxKfUByetNG4XqJeUKk# kJ6D6C706mTf/2zsm8KFoNYCYPX1GhvpiTOikHcNlHLCnOD7jbMAovJg/QIDAQAB# AoGBAIz8V6+0NxC3bg4WoSs9j1PL/5F7zV3lucoogSZi9vjuP89x40Vi/a9XCxye# bHi2lSYEz3P92jQ7QuqIBx6gSCi3p2HLjD5LyQeSSMbPe8KSlf52dBUaPthbBceA# IJSBDrE8MKGpulTQKAJ7K3zQUOP2ZZgcKxq2jcQgS6iTENIBAkEA5r7emvwuL0Ob# Maav4o1Ovb5c6OL7bSm1tuLPSKl05WuNYfE6LkqiwOOn5lPvsqhwyI1dJeywVeQz# E+PvcTUR7QJBAOjZ8PxnP5T14fuhbfko4d24Ev+iiTBdq3pMXWvobEFL1ljV6aYE# 2JAiMjO/Fzd1WgZhWPa3P+diyTs9mART6VECQQC0LeEXdsn9oDYEbFu1dZBB++8C# 75NTJ5m8iJlB7QjZyMUq8Ln0wdUa9+n4ohxvDraa9EADSDJdr4bvBjLH3J/1AkBr# 9QfO7kvDU5DXqoujVnoJ4xsj3IbAnt0vEZLKwfLW/0M84si2SU7i3IfsB+/KraT0# ilPF50ZAkEN+LNt7PjBRAkAHBBPME7IbFqxi5Cc/6R12DOMiJbOLDTS12b1J1cwG# p8WMIERsvwWdJw+4NdqjbJcjzeGrXhDBi//JU902TAwy# -----END RSA PRIVATE KEY-----# 公钥 rsa.pub 结果大概如下# -----BEGIN PUBLIC KEY-----# # MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQDR4Wq9l44lw/thTPyFmSi2hII9# 2EPh90yGXQNL5e7zJPD16j6Qtr+tIPNSQaVrnmNwrtqyEC2x4Meyp3tdCWPYUF11# r2GgDgxKfUByetNG4XqJeUKkkJ6D6C706mTf/2zsm8KFoNYCYPX1GhvpiTOikHcN# lHLCnOD7jbMAovJg/QIDAQAB# -----END PUBLIC KEY-----

🔥2.2 使用密钥对加密解密

通常通信的时候，发送者使用接受者的公钥加密，接受者使用接受者私钥解密

importcgi, base64fromCrypto.PublicKeyimportRSAfromCrypto.SignatureimportPKCS1_v1_5fromCrypto.HashimportSHA256importhashlib# 要加密的字符串message='autofelix is god'# 使用公钥对内容进行 rsa 加密withopen('rsa.pub') asf:
key=f.read()
rsakey=RSA.importKey(key)
cipher=Cipher_pkcs1_v1_5.new(rsakey)
cipher_text=base64.b64encode(cipher.encrypt(message))
print(cipher_text)
# 使用私钥对内容进行 rsa 解密withopen('rsa.key') asf:
key=f.read()
rsakey=RSA.importKey(key)
cipher=Cipher_pkcs1_v1_5.new(rsakey)
text=cipher.decrypt(base64.b64decode(encrypt_text), random_generator)
print(text)

🔥2.3 加签和验签

importdatetime, randomimportrequestsimporthashlibimportjson, base64fromCrypto.PublicKeyimportRSAfromCrypto.SignatureimportPKCS1_v1_5fromCrypto.HashimportSHA256fromCrypto.CipherimportAES# 加签defsign(signflag,keypath,baseRequest):
# http请求bodyprint(baseRequest)
# 加签标志ifnotsignflag: 
returnbaseRequestelse:
# 取请求体中的业务数据businessdata=json.dumps(baseRequest["data"])
# 读取私钥（.key格式，可使用openssl或java.keytools产生）withopen(keypath,'r') asrsaKeyFile:
rsaKey=rsaKeyFile.read().replace("\n",'')
print(rsaKey)
rsaKeyBytes=base64.b64decode(rsaKey)
print(rsaKeyBytes)
# SHA256摘要，RSA加密priKey=RSA.importKey(rsaKeyBytes)
signer=PKCS1_v1_5.new(priKey)
hash_obj=SHA256.new(business_data.encode('utf-8'))
signature=base64.b64encode(signer.sign(hash_obj))
print(signature)
# 把签名加进请求体并返回baseRequest['sign'] =signature.decode()
print(baseRequest)
returnbaseRequest# 验签defvalidata(signflag,cerpath,res):
ifnotsignflag:
returnreselse:
# 取业务数据和签名data=res['data']
sign=res['sign']
# 此处cer已转换成pem格式，使用openssl工具# openssl x509 -inform der -pubkey -noout -in xxxxx.cer>xxxxx.pemcert=open(cerpath).read().replace("-----BEGIN PUBLIC KEY-----\n","").replace("-----END PUBLIC KEY-----\n","").replace("\n","")
print(cert)
# 验签逻辑同加签pubBytes=base64.b64decode(cert)
pubKey=RSA.importKey(pubBytes)
signer=SHA256.new(json.dumps(data).encode("utf-8"))
verifier=PKCS1_v1_5.new(pubKey)
returnverifier.verify(signer,base64.b64decode(sign))