Python实现密钥密码（加解密）实例详解

本文将介绍如何使用Python实现密钥密码（加解密）的过程，让你了解实现加解密的基本原理，能够快速实现加解密功能。主要包括以下几个部分：

• 前置知识
• 加密算法
• Python实现示例

前置知识

在了解加密算法之前，有几个概念必须要了解：

• 明文：需要进行加密的文本信息
• 密文：经过加密处理后的文本信息
• 密钥：用于对明文进行加密和解密的字符或字符串
• 加密算法：将明文转化为密文的一系列操作

加密算法

常见的加密算法有对称加密算法和非对称加密算法。

对称加密算法

对称加密算法，是指加密和解密使用同一种密钥的加密算法，其主要特点是加密速度快，加密效率高。对称加密的优点是算法公开、加密速度快、加密效率高、加密后的信息只有密钥的拥有者才能解密，缺点是密钥的传输和管理比较困难。

对称加密常用的算法有DES、3DES、AES。

非对称加密算法

非对称加密算法，是指加密和解密使用不同的密钥的加密算法，其中一把密钥被称为公钥，另一把被称为私钥。公钥可以公开使用，任何人都可以获得，私钥则是保密的，只有私钥的拥有者才能获得。非对称加密的优点是密钥的传输和管理相对容易，缺点是加密和解密的速度较慢。

非对称加密常用的算法有RSA、DSA。

Python实现示例

对称加密算法示例

Python有pycryptodome库可以用于加密解密的操作，使用方法如下：

from Crypto.Cipher import AES
def encrypt_AES_ECB(text, key):
    encryption_suite = AES.new(key.encode('utf-8'), AES.MODE_ECB)
    cipher_text = encryption_suite.encrypt(text.encode('utf-8'))
    return base64.b64encode(cipher_text).decode('utf-8')
def decrypt_AES_ECB(cipher_text, key):
    decryption_suite = AES.new(key.encode('utf-8'), AES.MODE_ECB)
    plain_text = decryption_suite.decrypt(base64.b64decode(cipher_text.encode('utf-8')))
    return plain_text.decode('utf-8')

其中encrypt_AES_ECB函数用于加密，decrypt_AES_ECB函数用于解密，需要传入要加密/解密的文本和密钥。以上是使用AES算法的ECB模式，也可以将AES.MODE_ECB替换为AES.MODE_CBC使用CBC模式。在使用之前，需要安装pycryptodome库，安装方法如下：

pip install pycryptodome

非对称加密算法示例

Python内置了RSA算法的模块，可通过以下方式进行使用：

from Crypto.PublicKey import RSA
from Crypto import Random

random_generator = Random.new().read
rsa = RSA.generate(1024, random_generator)
# 获取私钥和公钥
private_pem = rsa.exportKey()
public_pem = rsa.publickey().exportKey()
# 使用私钥加密/公钥解密
from Crypto.Cipher import PKCS1_v1_5
def encrypt_RSA(text, public_key):
    rsakey = RSA.importKey(public_key)
    cipher = PKCS1_v1_5.new(rsakey)
    cipher_text = cipher.encrypt(text.encode('utf-8'))
    return base64.b64encode(cipher_text).decode('utf-8')
def decrypt_RSA(cipher_text, private_key):
    rsakey = RSA.importKey(private_key)
    cipher = PKCS1_v1_5.new(rsakey)
    plain_text = cipher.decrypt(base64.b64decode(cipher_text.encode('utf-8')), random_generator)
    return plain_text.decode('utf-8')

以上示例中，生成了一个1024位的RSA密钥，然后使用私钥进行加密，使用公钥进行解密。

示例1

# 对称加密算法
text = 'hello world'
key = '1234567890123456'

cipher_text = encrypt_AES_ECB(text, key)
print('加密后：', cipher_text)

plain_text = decrypt_AES_ECB(cipher_text, key)
print('解密后：', plain_text)

以上示例使用AES算法的ECB模式进行加密和解密，使用了密钥'1234567890123456'。运行结果如下：

加密后： BlKNHqEt62dpwkg9ZaFBGA==
解密后： hello world

示例2

# 非对称加密算法
text = 'hello world'
# 生成RSA密钥
random_generator = Random.new().read
rsa = RSA.generate(1024, random_generator)
# 获取私钥和公钥
private_pem = rsa.exportKey()
public_pem = rsa.publickey().exportKey()

cipher_text = encrypt_RSA(text, public_pem)
print('加密后：', cipher_text)

plain_text = decrypt_RSA(cipher_text, private_pem)
print('解密后：', plain_text)

以上示例生成了一个1024位的RSA密钥，然后使用公钥进行加密，使用私钥进行解密。运行结果如下：

加密后： 2XhPOWXmrtID5gqbjUaX0g+XZshErzP7FUc8hB61c7TDhTE1uqNj4RliPWdGs7/lgLWZH/kDp9d44X5YwFQcwA==
解密后： hello world

结语

本文主要分享了Python实现密钥密码（加解密）的过程，介绍了加密算法的基本原理，以及使用Python实现加解密的方法和示例。希望对大家有所帮助。