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使用Python進行AES加密和解密

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摘錄於:http://blog.csdn.net/nurke/article/details/77267081

另外參考:http://www.cnblogs.com/kaituorensheng/p/4501128.html

高級加密標準(英語:Advanced Encryption Standard,縮寫:AES),在密碼學中又稱Rijndael加密法,是美國聯邦政府采用的一種區塊加密標準。這個標準用來替代原先的DES,已經被多方分析且廣為全世界所使用。經過五年的甄選流程,高級加密標準由美國國家標準與技術研究院(NIST)於2001年11月26日發布於FIPS PUB 197,並在2002年5月26日成為有效的標準。2006年,高級加密標準已然成為對稱密鑰加密中最流行的算法之一。---百度百科

本科的時候弄過DES加密算法加密計算機文件,而DES加密算法現在基本處於被廢棄的狀態,所以現在想試試更高級一點的。

DES加密算法可發展為3DES加密算法,後來又被升級為AES加密算法,加長了密鑰長度,也就增加了暴力破解的難度。

本次使用Python進行AES的加密解密,在ubuntu下進行:

如果沒有安裝Python,請先安裝Python和pip:

#sudo apt-get install python

#sudo apt-get install python-pip

順便安裝兩個庫(有可能不叫庫,一個是關於加密解密算法的,另外一個是關於字符轉換的):

#pip install Ctypto

#pip install binascii

AES擁有很多模式,而此次采用的CBC模式:通過密鑰和salt(起擾亂作用)按固定算法(md5)產生key和iv。然後用key和iv(初始向量,加密第一塊明文)加密(明文)和解密(密文)。

下面代碼實現的思想:將加密文本處理以8*16位 這樣的單位進行加密,每16個字節長度的數據加密成16個字節長度的密文。在下面代碼中,為簡化代碼,密鑰所生成的key和iv都用16位的密鑰代替,實際上其實可以不一樣,但位數能不能不一樣我就沒試了。

我在參考博客的代碼中做了一些修改,原來的代碼在需要明文為16的倍數的時候會多生成16位的空字節,有點小問題,修改之後就沒問題了。

#coding: utf8  
import sys  
from Crypto.Cipher import AES  
from binascii import b2a_hex, a2b_hex  
   
class prpcrypt():  
    def __init__(self, key):  
        self.key = key  
        self.mode = AES.MODE_CBC  
       
    #加密函數,如果text不是16的倍數【加密文本text必須為16的倍數!】,那就補足為16的倍數  
    def encrypt(self, text):  
        cryptor = AES.new(self.key, self.mode, self.key)  
        #這裏密鑰key 長度必須為16(AES-128)、24(AES-192)、或32(AES-256)Bytes 長度.目前AES-128足夠用  
        length = 16  
        count = len(text)  
    if(count % length != 0) :  
            add = length - (count % length)  
    else:  
        add = 0  
        text = text + (\0 * add)  
        self.ciphertext = cryptor.encrypt(text)  
        #因為AES加密時候得到的字符串不一定是ascii字符集的,輸出到終端或者保存時候可能存在問題  
        #所以這裏統一把加密後的字符串轉化為16進制字符串  
        return b2a_hex(self.ciphertext)  
       
    #解密後,去掉補足的空格用strip() 去掉  
    def decrypt(self, text):  
        cryptor = AES.new(self.key, self.mode, self.key)  
        plain_text = cryptor.decrypt(a2b_hex(text))  
        return plain_text.rstrip(\0)  
   
if __name__ == __main__:  
    pc = prpcrypt(keyskeyskeyskeys)      #初始化密鑰  
    e = pc.encrypt("0123456789ABCDEF")  
    d = pc.decrypt(e)                       
    print e, d  
    e = pc.encrypt("00000000000000000000000000")  
    d = pc.decrypt(e)                    
    print e, d  

運行結果如下:

367b61b333c242a4253cfacfe6ea709f 0123456789ABCDEF
2c1969f213c703ebedc36f9e7e5a2b88922ac938c983201c200da51073d00b2c 00000000000000000000000000

此代碼中,初始密鑰為keyskeyskeyskeys,可理解為加密的鑰匙,只有通過這個密鑰才能將已經加密後的數據解密出來。

從結果可以看出,通過AES加密,我們將‘0123456789ABCDEF’的字符串加密為0x367b61b333c242a4253cfacfe6ea709f.

將00000000000000000000000000這串字符串加密為0x2c1969f213c703ebedc36f9e7e5a2b88922ac938c983201c200da51073d00b2c,仔細觀察,發現是上面的兩倍,

因為原字符串的長度超過了16,但少於32,故在上面的算法中將其補齊成32個長度的字符串後再進行加密。


由此,可延伸至大文件的加密思想:逐步讀取16個長度的數據,每16個長度的數據加密一次並寫入加密文件,直至所有明文數據被加密完。

使用Python進行AES加密和解密