如何使用Python實現最常見加密方式

這篇文章給大家分享的是有關如何使用Python實現最常見加密方式的內容。小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，一起跟隨小編過來看看吧。

前言

我們所說的加密方式，都是對二進制編碼的格式進行加密的，對應到Python中，則是我們的Bytes。

所以當我們在Python中進行加密操作的時候，要確保我們操作的是Bytes，否則就會報錯。

將字符串和Bytes互相轉換可以使用encode()和decode()方法。如下所示：

# 方法中不傳參數則是以默認的utf-8編碼進行轉換In [1]: '南北'.encode()Out[1]: b'\xe5\x8d\x97\xe5\x8c\x97'In [2]: b'\xe5\x8d\x97\xe5\x8c\x97'.decode()Out[2]: '南北'

注：兩位十六進制常常用來顯示一個二進制字節。

利用binascii模塊可以將十六進制顯示的字節轉換成我們在加解密中更常用的顯示方式：

In [1]: import binasciiIn [2]: '南北'.encode()Out[2]: b'\xe5\x8d\x97\xe5\x8c\x97'In [3]: binascii.b2a_hex('南北'.encode())Out[3]: b'e58d97e58c97'In [4]: binascii.a2b_hex(b'e58d97e58c97')Out[4]: b'\xe5\x8d\x97\xe5\x8c\x97'In [5]: binascii.a2b_hex(b'e58d97e58c97').decode()Out[5]: '南北'

URL編碼

簡介

正常的URL中是只能包含ASCII字符的，也就是字符、數字和一些符號。而URL編碼就是一種瀏覽器用來避免url中出現特殊字符（如漢字）的編碼方式。

其實就是將超出ASCII范圍的字符轉換成帶%的十六進制格式。

Python實現

In [1]: from urllib import parse# quote()方法會自動將str轉換成bytes，所以這里傳入str和bytes都可以In [2]: parse.quote('南北')Out[2]: '%E5%8D%97%E5%8C%97'In [3]: parse.unquote('%E5%8D%97%E5%8C%97')Out[3]: '南北'

Base64編碼

簡述

Base64是一種用64個字符來表示任意二進制數據的方法。

Base64編碼可以成為密碼學的基石。可以將任意的二進制數據進行Base64編碼。所有的數據都能被編碼為并只用65個字符就能表示的文本文件。（ 65字符：A~Z a~z 0~9 + / = ）編碼后的數據~=編碼前數據的4/3，會大1/3左右。

Base64編碼的原理

• 將所有字符轉化為ASCII碼。

• 將ASCII碼轉化為8位二進制 。

• 將二進制3個歸成一組(不足3個在后邊補0)共24位，再拆分成4組，每組6位。

• 統一在6位二進制前補兩個0湊足8位。

• 將補0后的二進制轉為十進制。

• 從Base64編碼表獲取十進制對應的Base64編碼。

Base64編碼的說明

• 轉換的時候，將三個byte的數據，先后放入一個24bit的緩沖區中，先來的byte占高位。

• 數據不足3byte的話，于緩沖區中剩下的bit用0補足。然后，每次取出6個bit，按照其值選擇查表選擇對應的字符作為編碼后的輸出。

• 不斷進行，直到全部輸入數據轉換完成。

• 如果最后剩下兩個輸入數據，在編碼結果后加1個“=”。

• 如果最后剩下一個輸入數據，編碼結果后加2個“=”。

• 如果沒有剩下任何數據，就什么都不要加，這樣才可以保證資料還原的正確性。

Python的Base64使用

Python內置的base64模塊可以直接進行base64的編解碼

注意：用于base64編碼的，要么是ASCII包含的字符，要么是二進制數據

In [1]: import base64In [2]: base64.b64encode(b'hello world')Out[2]: b'aGVsbG8gd29ybGQ='In [3]: base64.b64decode(b'aGVsbG8gd29ybGQ=')Out[3]: b'hello world'

MD5（信息-摘要算法）

簡述

message-digest algorithm 5（信息-摘要算法）。經常說的“MD5加密”，就是它信息-摘要算法。

md5，其實就是一種算法。可以將一個字符串，或文件，或壓縮包，執行md5后，就可以生成一個固定長度為128bit的串。這個串，基本上是唯一的。

不可逆性

每個人都有不同的指紋，看到這個人，可以得出他的指紋等信息，并且唯一對應，但你只看一個指紋，是不可能看到或讀到這個人的長相或身份等信息。

特點

• 壓縮性：任意長度的數據，算出的MD5值長度都是固定的。

• 容易計算：從原數據計算出MD5值很容易。

• 抗修改性：對原數據進行任何改動，哪怕只修改1個字節，所得到的MD5值都有很大區別。

• 強抗碰撞：已知原數據和其MD5值，想找到一個具有相同MD5值的數據（即偽造數據）是非常困難的。

舉個栗子：世界上只有一個我，但是姑娘卻是非常非常多的，以一個有限的我對幾乎是無限的姑娘，所以可能能搞定非常多（100+）的妞，這個理論上的確是通的，可是實際情況下....

Python的MD5使用

由于MD5模塊在python3中被移除，在python3中使用hashlib模塊進行md5操作

import hashlib# 待加密信息str = '這是一個測試'# 創建md5對象hl = hashlib.md5()# 此處必須聲明encode# 若寫法為hl.update(str) 報錯為： Unicode-objects must be encoded before hashinghl.update(str.encode(encoding='utf-8'))print('MD5加密前為 ：' + str)print('MD5加密后為 ：' + hl.hexdigest())

運行結果

MD5加密前為 ：這是一個測試MD5加密后為 ：cfca700b9e09cf664f3ae80733274d9f

MD5長度

md5的長度，默認為128bit，也就是128個0和1的二進制串。這樣表達是很不友好的。所以將二進制轉成了16進制，每4個bit表示一個16進制，所以128/4 = 32 換成16進制表示后，為32位了。

為什么網上還有md5是16位的呢？

其實16位的長度，是從32位md5值來的。是將32位md5去掉前八位，去掉后八位得到的。

Python加密庫PyCryptodome

PyCrypto是 Python 中密碼學方面最有名的第三方軟件包。可惜的是，它的開發工作于2012年就已停止。

幸運的是，有一個該項目的分支PyCrytodome 取代了 PyCrypto 。

安裝與導入

安裝之前需要先安裝Microsoft Visual c++ 2015。

在Linux上安裝，可以使用以下 pip 命令：

pip install pycryptodome

導入：

import Crypto

在Windows 系統上安裝則稍有不同：

pip install pycryptodomex

導入：

import Cryptodome

DES

簡介

DES算法為密碼體制中的對稱密碼體制，又被稱為美國數據加密標準。

DES是一個分組加密算法，典型的DES以64位為分組對數據加密，加密和解密用的是同一個算法。

DES算法的入口參數有三個：Key、Data、Mode。其中Key為7個字節共56位，是DES算法的工作密鑰；Data為8個字節64位，是要被加密或被解密的數據；Mode為DES的工作方式,有兩種:加密或解密。

密鑰長64位，密鑰事實上是56位參與DES運算（第8、16、24、32、40、48、56、64位是校驗位，使得每個密鑰都有奇數個1），分組后的明文組和56位的密鑰按位替代或交換的方法形成密文組

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