Python的加密与解密

前言

据记载，公元前400年，古希腊人发明了置换密码。1881年世界上的第一个电话

保密专利出现。在第二次世界大战期间，德国军方启用“恩尼格玛”密码机，

密码学在战争中起着非常重要的作用。

随着信息化和数字化社会的发展，人们对信息安全和保密的重要性认识不断提高，

于是在1997年，美国国家标准局公布实施了“美国数据加密标准（DES）”，

民间力量开始全面介入密码学的研究和应用中，采用的加密算法有DES、RSA、SHA等。

随着对加密强度需求的不断提高，近期又出现了AES、ECC等。

使用密码学可以达到以下目的：

保密性：防止用户的标识或数据被读取。

数据完整性：防止数据被更改。

身份验证：确保数据发自特定的一方。

加密算法分类

对称加密算法：

对称加密采用了对称密码编码技术，它的特点是文件加密和解密使用相同的密钥

发送方和接收方需要持有同一把密钥，发送消息和接收消息均使用该密钥。

相对于非对称加密，对称加密具有更高的加解密速度，但双方都需要事先知道密钥，密钥在传输过程中可能会被窃取，因此安全性没有非对称加密高。

常见的对称加密算法：DES，AES，3DES等等

非对称加密算法：

文件加密需要公开密钥（publickey）和私有密钥（privatekey）。

接收方在发送消息前需要事先生成公钥和私钥，然后将公钥发送给发送方。发送放收到公钥后，将待发送数据用公钥加密，发送给接收方。接收到收到数据后，用私钥解密。

在这个过程中，公钥负责加密，私钥负责解密，数据在传输过程中即使被截获，攻击者由于没有私钥，因此也无法破解。

非对称加密算法的加解密速度低于对称加密算法，但是安全性更高。

非对称加密算法：RSA、DSA、ECC等算法

消息摘要算法：

消息摘要算法可以验证信息是否被篡改。

在数据发送前，首先使用消息摘要算法生成该数据的签名，然后签名和数据一同发送给接收者。

接收者收到数据后，对收到的数据采用消息摘要算法获得签名，最后比较签名是否一致，以此来判断数据在传输过程中是否发生修改。

 Python加密库

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。

其他人还在继续发布最新版本的 PyCrypto，如果你不介意使用第三方的二进制包，仍可以取得Python 3.5 的相应版本。

比如，可以在 Github 上找到了对应Python3.5的PyCrypto 二进制包。

幸运的是，有一个该项目的分支PyCrytodome 取代了 PyCrypto 。为了在 Linux 上安装它，

你可以使用以下pip 命令：

pip3 install -ihttps://pypi.douban.com/simplepycryptodome

在Windows 系统上安装则稍有不同：

pip3 install -ihttps://pypi.douban.com/simplepycryptodomex

DES加密

全称为Data EncryptionStandard，即数据加密标准，是一种使用密钥加密的块算法

入口参数有三个：Key、Data、Mode

Key为7个字节共56位，是DES算法的工作密钥；

Data为8个字节64位，是要被加密或被解密的数据；

Mode为DES的工作方式,有两种:加密或解密

3DES（即Triple DES）是DES向AES过渡的加密算法，

使用两个密钥，执行三次DES算法，

加密的过程是加密-解密-加密

解密的过程是解密-加密-解密

 

AES加密

高级加密标准（英语：Advanced EncryptionStandard，缩写：AES），这个标准用来替代原先的DES

AES的区块长度固定为128 比特，密钥长度则可以是128，192或256比特（16、24和32字节）

大致步骤如下：

1、密钥扩展（KeyExpansion），

2、初始轮（Initial Round），

3、重复轮（Rounds），每一轮又包括：SubBytes、ShiftRows、MixColumns、AddRoundKey，

4、最终轮（Final Round），最终轮没有MixColumns。

普通方式

 

面向对象方式

 

RSA加密

公钥加密算法，一种非对称密码算法

公钥加密，私钥解密

3个参数：

rsa_n， rsa_e，message

rsa_n, rsa_e 用于生成公钥

message： 需要加密的消息

安装 pip install rsa

使用