记录一下AES算法在Python中的使用,AES的原理

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本文章来自腾讯云 作者：Python进阶者

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# hashlib是涉及安全散列和消息摘要，提供多个不同的加密算法接口，如SHA1、SHA224、SHA256、SHA384、SHA512、MD5等。
import hashlib

md5 = hashlib.md5()
md5.update("test".encode('utf-8'))
print(u"digest返回的摘要：%s"% md5.digest())
print(u"hexdigest返回的摘要：%s"% md5.hexdigest())

 

AES：密码学中的高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES），又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。

AES分为几种模式，比如ECB，CBC，CFB、PGP、OFB、CTR等等这个我们可以点击源码即可看到。

#: Electronic Code Book (ECB). See `blockalgo.MODE_ECB`.
MODE_ECB = 1
#: Cipher-Block Chaining (CBC). See `blockalgo.MODE_CBC`.
MODE_CBC = 2
#: Cipher FeedBack (CFB). See `blockalgo.MODE_CFB`.
MODE_CFB = 3
#: This mode should not be used.
MODE_PGP = 4
#: Output FeedBack (OFB). See `blockalgo.MODE_OFB`.
MODE_OFB = 5
#: CounTer Mode (CTR). See `blockalgo.MODE_CTR`.
MODE_CTR = 6
#: OpenPGP Mode. See `blockalgo.MODE_OPENPGP`.
MODE_OPENPGP = 7

 

对于流加密，需要将分组密码转化为流模式工作。对于块加密(或称分组加密)，如果要加密超过块大小的数据，就需要涉及填充和链加密模式。

ECB(Electronic Code Book电子密码本)模式
ECB模式是最早采用和最简单的模式，它将加密的数据分成若干组，每组的大小跟加密密钥长度相同，然后每组都用相同的密钥进行加密。
优点:

1.简单；　
2.有利于并行计算；　
3.误差不会被传送；

缺点:
1.不能隐藏明文的模式；　
2.可能对明文进行主动攻击；　因此，此模式适于加密小消息。

CBC(Cipher Block Chaining，加密块链)模式
优点：

1.不容易主动攻击,安全性好于ECB,适合传输长度长的报文,是SSL、IPSec的标准。

缺点：
1.不利于并行计算；　
2.误差传递；
3.需要初始化向量IV

CFB(Cipher FeedBack Mode，加密反馈)模式
优点：

1.隐藏了明文模式;　
2.分组密码转化为流模式;　
3.可以及时加密传送小于分组的数据;

缺点:
1.不利于并行计算;　
2.误差传送：一个明文单元损坏影响多个单元;　
3.唯一的IV;

OFB(Output FeedBack，输出反馈)模式

优点:

1.隐藏了明文模式;　
2.分组密码转化为流模式;　
3.可以及时加密传送小于分组的数据;

缺点:
1.不利于并行计算;　
2.对明文的主动攻击是可能的;　
3.误差传送：一个明文单元损坏影响多个单元 [4] 。

python代码

# -*- coding:utf-8 -*-
import base64
from Crypto.Cipher import AES


class EncryptDate:
    def __init__(self, key):
        self.key = key  # 初始化密钥
        self.length = AES.block_size  # 初始化数据块大小
        self.aes = AES.new(self.key, AES.MODE_ECB)  # 初始化AES,ECB模式的实例
        # 截断函数，去除填充的字符
        self.unpad = lambda date: date[0:-ord(date[-1])]      

    def pad(self, text):
        """
        #填充函数，使被加密数据的字节码长度是block_size的整数倍
        """
        count = len(text.encode('utf-8'))
        add = self.length - (count % self.length)
        entext = text + (chr(add) * add)
        return entext

    def encrypt(self, encrData):  # 加密函数
        res = self.aes.encrypt(self.pad(encrData).encode("utf8"))
        msg = str(base64.b64encode(res), encoding="utf8")
        return msg

    def decrypt(self, decrData):  # 解密函数
        res = base64.decodebytes(decrData.encode("utf8"))
        msg = self.aes.decrypt(res).decode("utf8")
        return self.unpad(msg)


def sm3(text):
    if text is None or len(text) < 5:
        return ''
    return Encode.SM3_add_len(text).upper()


def md5(text):
    if text is None or len(text) < 5:
        return ''
    a = hashlib.md5()
    # 计算md5值
    a.update(text.encode(encoding='utf-8'))
    # 返回摘要，作为十六进制数据字符串值
    return a.hexdigest().upper()

 

def SM3_add_len(src):
    msg=str(src)
    msg=str(len(msg))+msg
    return Encode.SM3(msg)

 

测试

test_key = "1234567890ABCEDF1234567890ABCEDF"
test_txt = "123456"
eg2 = EncryptDate(test_key)  # 这里密钥的长度必须是16的倍数
en2 = eg2.encrypt(test_txt)  # 对123456进行加密，判断是否加密后等于swqp5cQ56HME/pL99VuHkA==

print("加密：", en2)
print("解密：", eg2.decrypt(en2))
assert en2 == 'swqp5cQ56HME/pL99VuHkA=='        # 判断是否加密后等于swqp5cQ56HME/pL99VuHkA==
assert eg2.decrypt(en2) == test_txt             # 对加密后的密文解密，判断是否等于123456

test_bank_card = '6222222222222222222'
print(sm3(test_bank_card))
# 判断6222222222222222222 经过ECB/PKCS5Padding加密后是否等于5A7E1B360D38CBFDFF078A197283C772C40A4903C1C2D9A082977F209508AFC1
assert sm3(test_bank_card) == '5A7E1B360D38CBFDFF078A197283C772C40A4903C1C2D9A082977F209508AFC1'

# 判断110000201912010000 经过md5加密后是否等于E8C8E29576C886A87A80C39B405F0A19
id_no = '110000201912010000'
print(md5(id_no))
assert md5(id_no) == 'E8C8E29576C886A87A80C39B405F0A19'
ph_no = '13800000000'
print(md5(ph_no))
assert md5(ph_no) == '5DAAD257487F1B493114181A22E37EB5'

 

可以看到我这里测试用了断言(assert)，这个我上一篇文章刚讲过，主要是判断如果它的条件返回错误，则终止程序执行。