Python实现AES128_ECB_pkcs7padding数据加解密

Python实现AES128_ECB_pkcs7padding数据加解密

由于公司测试需要，需要模拟物联网设备向业务系统上传数据和接收数据，但是由于上下行数据为加密数据，寻找了很多方法，网上的加密方法大多实现的都是普通字符串的加解密，而设备的数据格式为字节式16进制字符串，如时间‘230213091406’代表2023-02-13 09:14:06每两位为一个字节，加解密后与期望的结果不一致，所以根据需求，使用python实现需求数据的加解密。

1.实现需求

1.采用标准的分组加密对称密钥加密算法： AES128 算法 advanced encryption standard 128 algorithm
2.数据补齐算法：补齐算法使用PKCS7Padding算法
PKCS7Padding：填充的原则是，如果需要N字节补齐，报文长度少于N个字节，需要补满N个字节，补(N-len)个(N-len)。如果报文长度正好时N字节的整数倍，则需要补N个十进制N。
举例：
需要8字节补齐，123这个节符串余3个字节，8-3= 5,补满后如：123+5个十进制的5，
如果字符串长度正好是8字节的整数倍，则需要再补8个字节的十进制的8。
本协议采用AES128 ECB加密算法。补齐对齐位数为128位，即16字节。

2.代码实现

话不多说，直接上代码，代码中也标明了每个函数的功能

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: UTF-8 -*-
'''
-------------------------------------------------------------------------
@Project ：
@File ：
@IDE  ：PyCharm
@Author ：
@Date ：
function : AES128_ECB_pkcs7Padding加密16进制字符串
-------------------------------------------------------------------------
'''

import codecs
from Crypto.Cipher import AES

def hexStr_to_hexList(hexstr):
    '''
    将16进制字符串转换成16进制列表
    :param hexstr:
    :return:
    '''
    hexstrLen = len(hexstr)
    if hexstrLen % 2 == 0:
        hexList = [f'0x{hexstr[i:i+2]}' for i in range(0, hexstrLen, 2)]
    else:
        hexstr = hexstr + '0'
        hexList = [f'0x{hexstr[i:i + 2]}' for i in range(0, hexstrLen, 2)]

    return hexList

def hexStr_to_padd7ing_hexBytes(hexStr, block_size=16):
    '''
    将16进制字符串转换成16进制字节列表,并按pksc7Padding要求进行填充
    :param hexStr:
    :param block_size:
    :return:
    '''
    hexList = hexStr_to_hexList(hexstr=hexStr)
    eval_hexList = [eval(hexval) for hexval in hexList]

    hexListLen = len(hexList)
    pad = block_size - hexListLen % block_size
    for i in range(pad):
        eval_hexList.append(pad)

    return bytearray(eval_hexList)

def keyStr_to_hexBytes(key, size=16):
    '''
    将秘钥的字符串转换成字节列表，不够16位用0补齐
    :param key:
    :param size:
    :return:
    '''
    keyList = hexStr_to_hexList(hexstr=key)
    if len(keyList) < size:
        for i in range(0, size-len(keyList)):
            keyList.append('0x00')
    evalKey = [eval(val) for val in keyList]

    return bytearray(evalKey)

def hexList_to_hexStr(hexList):
    '''
    将16进制字符串列表转换成一个16进制字符串
    :param hexList:
    :return:
    '''
    hex_str = ''
    for hex in hexList:
        str_list = hex.split('x')
        if len(str_list[1]) == 1:
            str_list[1] = '0'+str_list[1]
        hex_str = hex_str + str_list[1]

    return hex_str


def encryptData(data, key):
    '''
    加密数据
    :param data:
    :param key:
    :return:
    '''
    key_byte = keyStr_to_hexBytes(key)
    data_byte = hexStr_to_padd7ing_hexBytes(data)
    # 通过AES.MODE_ECB处理初始密码字符串，并返回cipher对象
    cipher = AES.new(key_byte, AES.MODE_ECB)
    # 输入需要加密的字符串，注意字符串长度要是16的倍数。
    encrypt_data = cipher.encrypt(data_byte)
    encrypt_data = codecs.encode(encrypt_data, 'hex').upper()
    data = str(encrypt_data).split("'")[1]  # 将Byte类型转换成字符串

    return data

def decryptData(data, key):
    '''
    解密数据
    :param data:
    :param key:
    :return:
    '''
    hexStr = hexStr_to_hexList(hexstr=str(data))
    eval_data = [eval(val) for val in hexStr]

    data_byte = bytearray(eval_data)
    key_byte = keyStr_to_hexBytes(key)

    # 通过AES.MODE_ECB处理初始密码字符串，并返回cipher对象
    cipher = AES.new(key_byte, AES.MODE_ECB)
    # 输入需要解密的字符串，注意字符串长度要是16的倍数。
    decrypt_data = cipher.decrypt(data_byte)

    unpad = lambda s: s[:-ord(s[len(s) - 1:])]
    unpad_data = unpad(s=decrypt_data)

    decrypt_hexStr_list = [hex(data) for data in unpad_data]
    data = hexList_to_hexStr(hexList=decrypt_hexStr_list)

    return data



if __name__ == "__main__":
    key = '35472468183894402541'
    data = '230213091406000028690101FFFFFFB30000000002141264200330010000'
    encrypt_data = encryptData(data=data, key=key)
    print(f'原始数据:{data}')
    print(f'加密前的数据:{encrypt_data}')
    decrypt_data = decryptData(data=encrypt_data, key=key)
    print(f'解密后的数据：{decrypt_data}')

接下来可以看看结果如何：

至此已完成数据的加解密，并且与预期结果一致。