Python 关于加密和解密

1、理解

加密是通过使用各种加密算法来对数据进行加密和解密的过程。Python 提供了许多内置库和第三方库，可以用于实现各种加密算法和技术，包括对称加密、非对称加密、哈希函数等。以下是 Python 中常用的一些加密相关的库和模块：

hashlib 模块：Python 的 hashlib 模块提供了常见的哈希函数，如 MD5、SHA-1、SHA-256 等，用于生成数据的哈希值。
cryptography 模块：cryptography 是一个功能强大且易于使用的加密库，支持对称加密、非对称加密、数字签名等操作。
PyCrypto 模块：PyCrypto 是一个密码学工具包，提供了各种加密算法的实现，包括对称加密算法（如 AES、DES）、非对称加密算法（如 RSA）、消息认证码（MAC）等。
PyCryptodome 模块：PyCryptodome 是 PyCrypto 的一个分支，提供了更多的加密算法和功能，并在性能和安全性上有所改进。
cryptography.fernet 模块：cryptography 库中的 fernet 模块提供了 Fernet 对称加密算法的实现，用于简单且安全的加密和解密数据。
PyJWT 模块：PyJWT 是用于 JSON Web Token（JWT）的 Python 库，用于生成和验证 JWT，通常用于身份验证和信息交换。

2、对称加密和非对称加密

对称加密和非对称加密是两种常见的加密算法，它们在加密和解密数据时使用不同的密钥管理方式。

对称加密：

定义：对称加密使用相同的密钥来加密和解密数据。加密和解密过程使用相同的密钥，因此称为对称加密。
常见算法：常见的对称加密算法包括 AES（高级加密标准）、DES（数据加密标准）和 3DES 等。
示例：以下是一个使用 PyCryptodome 模块进行 AES 对称加密和解密的简单示例：

from Crypto.Cipher import AES
from Crypto.Random import get_random_bytes# 生成随机密钥
key = get_random_bytes(16)# 要加密的数据
data = b"Hello, World!"# 创建 AES 加密对象
cipher = AES.new(key, AES.MODE_EAX)# 加密数据
ciphertext, tag = cipher.encrypt_and_digest(data)print("加密后的数据:", ciphertext)# 解密数据
cipher = AES.new(key, AES.MODE_EAX, cipher.nonce)
decrypted_data = cipher.decrypt_and_verify(ciphertext, tag)print("解密后的数据:", decrypted_data.decode('utf-8'))

非对称加密：

定义：非对称加密使用一对密钥，公钥和私钥，其中公钥用于加密数据，私钥用于解密数据。这种加密方式也称为公钥加密。
常见算法：常见的非对称加密算法包括 RSA、DSA 和 ECC（椭圆曲线加密）等。
示例：以下是一个使用 cryptography 模块进行 RSA 非对称加密和解密的简单示例：

from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import rsa
from cryptography.hazmat.primitives import serialization
from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import padding
from cryptography.hazmat.primitives import hashes# 生成 RSA 密钥对
private_key = rsa.generate_private_key(public_exponent=65537, key_size=2048)
public_key = private_key.public_key()# 加密数据
data = b"Hello, World!"
ciphertext = public_key.encrypt(data, padding.OAEP(mgf=padding.MGF1(algorithm=hashes.SHA256()), algorithm=hashes.SHA256(), label=None))print("加密后的数据:", ciphertext)# 解密数据
decrypted_data = private_key.decrypt(ciphertext, padding.OAEP(mgf=padding.MGF1(algorithm=hashes.SHA256()), algorithm=hashes.SHA256(), label=None))print("解密后的数据:", decrypted_data.decode('utf-8'))