Python AES/CBC/PKCS5Padding加解密

 

拓展公司自动化测试业务，某个接口需要用到加解密，业务是用java的AES/CBC/PKCS5Padding加解密，搬了各处砖，都不同的坑，只能在一次次踩坑报错中自力更生，分享出来以便大家别走我这样的路子，还有就是给自己做个标记，以后要用也好找~~~~

哈哈哈！！！

写得不好，请多多指教~

先普及一下AES加密

AES加密

AES加密是建立在DES加密不能满足破解难度而产生的。由比利时两位非常著名的密码学家Joan Daemen和Vincent Rijmen设计，选取了分组长度为128byte，密钥长度为128byte、192byte和byte比特的三个版本。 分组密码有五种工作体制：

1. 电码本模式Electronic Codebook Book (ECB)
2. 密码分组链接模式Cipher Block Chaining (CBC)
3. 计算器模式Counter (CTR)
4. 密码反馈模式Cipher FeedBack (CFB)
5. 输出反馈模式Output FeedBack (OFB)

CBC模式

优点：

1. 不容易主动攻击,安全性好于ECB,适合传输长度长的报文,是SSL、IPSec的标准。

缺点：

1. 不利于并行计算；

2. 误差传递；

3. 需要初始化向量IV

代码展示

使用到了 pycryptodome第三方库，提前安装。

#!/usr/bin/python3
# -*- coding: utf-8 -*-
# Author  : holidaylzz

import logging
import base64
import hashlib
import binascii
from Crypto.Cipher import AES


class AESCrypt:
    """
    AES/CBC/PKCS5Padding 加密
    """
    def __init__(self, key):
        """
        使用密钥,加密模式进行初始化
        :param key:
        """
        if len(key) != 16:
            raise RuntimeError('密钥长度非16位!!!')

        self.key = str.encode(key)
        self.iv = bytes(16)
        self.MODE = AES.MODE_CBC
        self.block_size = 16

        # 填充函数
        # self.padding = lambda data: data + (self.block_size - len(data) % self.block_size) * chr(self.block_size - len(data) % self.block_size)
        # 此处为一坑,需要现将data转换为byte再来做填充，否则中文特殊字符等会报错
        self.padding = lambda data: data + (self.block_size - len(data.encode('utf-8')) % self.block_size) * chr(self.block_size - len(data.encode('utf-8')) % self.block_size)
        # 截断函数
        self.unpadding = lambda data: data[:-ord(data[-1])]

    def aes_encrypt(self, plaintext):
        """
        加密
        :param plaintext: 明文
        :return:
        """
        try:
            # 填充16位
            padding_text = self.padding(plaintext).encode("utf-8")
            # 初始化加密器
            cryptor = AES.new(self.key, self.MODE, self.iv)
            # 进行AES加密
            encrypt_aes = cryptor.encrypt(padding_text)
            # 进行BASE64转码
            encrypt_text = (base64.b64encode(encrypt_aes)).decode()
            return encrypt_text
        except Exception as e:
            logging.exception(e)

    def aes_decrypt(self, ciphertext):
        """
        解密
        :param ciphertext: 密文
        :return:
        """
        try:
            # 密文必须是16byte的整数倍
            # if len(ciphertext) % 16 != 0:
            #     raise binascii.Error('密文错误!')
            cryptor = AES.new(self.key, self.MODE, self.iv)
            # 进行BASE64转码
            plain_base64 = base64.b64decode(ciphertext)
            # 进行ASE解密
            decrypt_text = cryptor.decrypt(plain_base64)
            # 截取
            plain_text = self.unpadding(decrypt_text.decode("utf-8"))
            return plain_text
        except UnicodeDecodeError as e:
            logging.error('解密失败,请检查密钥是否正确!')
            logging.exception(e)
        except binascii.Error as e:
            logging.exception(e)
        except Exception as e:
            logging.exception(e)


if __name__ == '__main__':
	# 测试
    cryptor = AESCrypt('ZGJfXxZNGPqWAC53')
    aes_encrypt_str = cryptor.aes_encrypt('原谅我个渣渣!!!')
    print(f'加密结果为: {aes_encrypt_str}')
    aes_decrypt_str = cryptor.aes_decrypt('KMpLeX7zYGc3SBZi55/BR0VnMybZb29CrFJFl3ac8/k=')
    print(f'解密结果为: {aes_decrypt_str}')

输出：

KMpLeX7zYGc3SBZi55/BR5Eisp18xkYQ4Ib5dAEENEM=
原谅我个渣渣！！！

遇到问题与解决

key，text，iv未转byte报错

踩坑1：key，data，iv未转byte报错：TypeError: Object type cannot be passed to C code

    raise TypeError("Object type %s cannot be passed to C code" % type(data))
TypeError: Object type  cannot be passed to C code

解决：key，data，iv均需要转为byte类型

key = str.encode(key)
# key = key.encode("utf-8")     转byte方式任选，随你开心
iv = bytes(16)
text = text.encode("utf-8")

中文/特殊字符加解密报错

踩坑2：中文/特殊字符加密报错：ValueError: Data must be padded to 16 byte boundary in CBC mode。

原因：当出现中文或者特殊字符，data先做填充再转字节，用来加密的data字节可能不是16byte整数倍

padding = lambda data: data + (block_size - len(data) % block_size) * chr(block_size - len(data) % block_size)

 raise ValueError("Data must be padded to %d byte boundary in CBC mode" % self.block_size)
ValueError: Data must be padded to 16 byte boundary in CBC mode

解决：现将data转成字节之后在进行填充，始终可保证字节数为16byte的整数倍

self.padding = lambda data: data + (block_size - len(data.encode('utf-8')) % block_size) * chr(block_size - len(data.encode('utf-8')) % block_size)

密文错误

 踩坑3：密文修改后，不是16byte的整数倍，返回填充错误：return binascii.a2b_base64(s) binascii.Error: Incorrect padding

    return binascii.a2b_base64(s)
binascii.Error: Incorrect padding

解决：提前检查密文长度抛出异常或者直接进行异常捕获 binascii.Error

# 密文必须是16byte的整数倍
if len(ciphertext) % 16 != 0:
    raise binascii.Error('密文错误!')