Python AES工具类 ECB模式+Pkcs7 padding

最近在写一个Python爬虫，翻了中英文的各种网站，都没有特别好用的AES工具类，特此写了一个，分享给大家。代码后面附有相关知识的讲解。
经测试，以下代码能正常运行，并且加密与解密结果，与http://tool.chacuo.net/cryptaes 或 https://blog.zhengxianjun.com/online-tool/crypto/aes 的一致

在使用前，需执行pip install pycryptodome安装Crypto

from Crypto.Cipher import AES
from Crypto.Util.Padding import pad, unpad
import base64

'''
AES工具类：使用ECB模式加密，pkcs7格式的padding

为便于理解，我把每个步骤对应的代码单独成行了
'''
class AESUtil:
    # 使用ECB模式加密
    MODE = AES.MODE_ECB
    # 使用默认的pkcs7 padding
    PAD_STYLE = 'pkcs7'
    ENCODING = 'UTF-8'
   
    # key长度只能为16或24或32，分别对应AES-128、AES-192、AES-256
    @staticmethod
    def encrypt(plaintext: str, key: str) -> str:
        # 将密钥编码为UTF-8格式的bytes
        key_bytes = key.encode(AESUtil.ENCODING)
        # 创建AES对象
        cipher = AES.new(key_bytes, AESUtil.MODE)
        # 将明文编码为UTF-8格式的bytes
        plaintext_bytes = plaintext.encode(AESUtil.ENCODING)
        # 为编码后的明文添加padding
        plaintext_bytes_padded = pad(plaintext_bytes, AES.block_size, AESUtil.PAD_STYLE)
        # 执行加密
        ciphertext_bytes = cipher.encrypt(plaintext_bytes_padded)
        # 将加密后的bytes进行base64编码
        # 注意：不能用encodebytes！否则会每76个字符增加一个换行符，见：https://docs.python.org/zh-cn/3/library/base64.html
        ciphertext_base64_bytes = base64.b64encode(ciphertext_bytes) 
        # 将base64编码过的bytes，解码为Python中使用的字符串类型（即unicode字符串）
        ciphertext = ciphertext_base64_bytes.decode(AESUtil.ENCODING)
        return ciphertext

    @staticmethod
    def decrypt(ciphertext: str, key: str) -> str:
        # 将密钥编码为UTF-8格式的bytes
        key_bytes = key.encode(AESUtil.ENCODING)
        # 创建AES对象
        decrypter = AES.new(key_bytes, AESUtil.MODE)
        # 将密文编码为UTF-8格式的（同时也是base64编码的）bytes
        ciphertext_base64_bytes = ciphertext.encode(AESUtil.ENCODING)
        # 将base64编码的bytes，解码为原始的密文bytes
        ciphertext_bytes = base64.b64decode(ciphertext_base64_bytes)
        # 解码为明文
        plaintext_bytes_padded = decrypter.decrypt(ciphertext_bytes)
        # 去掉Padding
        plaintext_bytes = unpad(plaintext_bytes_padded, AES.block_size, AESUtil.PAD_STYLE)
        # 将UTF-8格式编码的明文bytes，解码为Python中的字符串类型（即unicode字符串）
        plaintext = plaintext_bytes.decode(AESUtil.ENCODING)
        return plaintext

相关知识讲解：

1. AES128/192/256：
   分别对应：字节长度为16/24/32（128bit/192bit/256bit）的密钥。因此密钥长度必须严格符合，否则会报错。

2. ECB模式（Electronic Code Book）：
   先将明文分成若干个相同大小的块（如AES-128的为16字节），之后对每块使用相同的密钥独立加密获得N个密文块，不够安全，但便于并行，效率高

3. PKCS7 Padding：
   见https://www.cnblogs.com/midea0978/articles/1437257.html
   PKCS#7的定义：对于最后一部分不足区块长度的数据，若需要填充的字节的长度为剩余长度n，则需填充的每个字节的内容即为剩余长度n的十六进制。
   举例，假定数据：FF FF FF FF FF FF FF FF FF(数据的长度为 9)，块长度为16的情况下，
   则需要填充16-9=7位数据，因此填充的字节也是07，用PKCS7填充后的结果：
   FF FF FF FF FF FF FF FF FF 07 07 07 07 07 07 07

4. encode()和decode()：
   详见https://www.cnblogs.com/chaojiyingxiong/p/9822444.html
   由于字符串在Python内部的表示是unicode编码，因此：
   str1.encode('UTF-8')，表示将unicode编码的str1转换成UTF-8编码。
   bytes1.decode('UTF-8')，表示将UTF-8编码的bytes1转换回unicode编码（即Python在内存中存储字符串的形式）

5. 为什么要用Base64：
   AES加密后的密文是bytes形式，不可读；
   而base64格式可以把bytes转化为字符串，方便在网络上传输，可读性也更好

6. 为什么用base64.encodebytes()会产生多余的换行符\n？
   见https://docs.python.org/zh-cn/3/library/base64.html

旧接口只支持标准的 Base64 字母表，并且按照 RFC 2045 的规范每 76 个字符增加一个换行符。注意：如果你需要支持RFC 2045，那么使用email模块可能更加合适。

参考：
https://www.cnblogs.com/linuxcat/p/14494630.html
https://blog.csdn.net/chouzhou9701/article/details/89339625
https://blog.csdn.net/weixin_43496689/article/details/104974432
https://www.cnblogs.com/xuchunlin/p/11421788.html