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生活中我們經常會遇到一些加密算法,今天我們就聊聊這些加密算法的Python實現。部分常用的加密方法基本都有對應的Python庫,基本不再需要我們用代碼實現具體算法。
MD5加密
全稱:MD5消息摘要算法(英語:MD5 Message-Digest Algorithm),一種被廣泛使用的密碼散列函數,可以產生出一個128位(16字節)的散列值(hash value),用於確保信息傳輸完整一致。md5加密算法是不可逆的,所以解密一般都是通過暴力窮舉方法,通過網站的接口實現解密。Python代碼:
import hashlib m = hashlib.md5() m.update(str.encode("utf8")) print(m.hexdigest())
SHA1加密
全稱:安全哈希算法(Secure Hash Algorithm)主要適用於數字簽名標準(Digital Signature Standard DSS)裡面定義的數字簽名算法(Digital Signature Algorithm DSA),SHA1比MD5的安全性更強。對於長度小於2^ 64位的消息,SHA1會產生一個160位的消息摘要。Python代碼:
import hashlib sha1 = hashlib.sha1() data = '2333333' sha1.update(data.encode('utf-8')) sha1_data = sha1.hexdigest() print(sha1_data)
HMAC加密
全稱:散列消息鑑別碼(Hash Message Authentication Code), HMAC加密算法是一種安全的基於加密hash函數和共享密鑰的消息認證協議。實現原理是用公開函數和密鑰產生一個固定長度的值作為認證標識,用這個標識鑑別消息的完整性。使用一個密鑰生成一個固定大小的小數據塊,即 MAC,並將其加入到消息中,然後傳輸。接收方利用與發送方共享的密鑰進行鑑別認證等。Python代碼:
import hmac import hashlib # 第一個參數是密鑰key,第二個參數是待加密的字符串,第三個參數是hash函數 mac = hmac.new('key','hello',hashlib.md5) mac.digest() # 字符串的ascii格式 mac.hexdigest() # 加密後字符串的十六進制格式
DES加密
全稱:數據加密標準(Data Encryption Standard),屬於對稱加密算法。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。它的密鑰長度是56位(因為每個第8 位都用作奇偶校驗),密鑰可以是任意的56位的數,而且可以任意時候改變。Python代碼:
import binascii from pyDes 

import des, CBC, PAD_PKCS5 

# 需要安裝 

pip install pyDes 

def des_encrypt(secret_key, s): 

iv = secret_key 

k = des(secret_key, CBC, iv, pad=None, padmode=PAD_PKCS5) 

en = k.encrypt(s, padmode=PAD_PKCS5) 

return binascii.b2a_hex(en) 

def des_decrypt(secret_key, s): 

iv = secret_key k = des(secret_key, CBC, iv, pad=None, padmode=PAD_PKCS5)

 de = k.decrypt(binascii.a2b_hex(s), padmode=PAD_PKCS5) 

return de secret_str = des_encrypt('12345678', 'I love YOU~') 

print(secret_str) 

clear_str = des_decrypt('12345678', secret_str) 

print(clear_str)
AES加密
全稱:高級加密標準(英語:Advanced Encryption Standard),在密碼學中又稱Rijndael加密法,是美國聯邦政府採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。Python代碼:
import base64 from Crypto.Cipher import AES ''' AES對稱加密算法 ''' 

# 需要補位,str不是16的倍數那就補足為16的倍數 

def add_to_16(value): 

while len(value) % 16 != 0: value += '' return str.encode(value) 

# 返回bytes 

# 加密方法 def encrypt(key, text): aes = AES.new(add_to_16(key), AES.MODE_ECB) # 初始化加密器 encrypt_aes = aes.encrypt(add_to_16(text)) 

# 先進行aes加密 encrypted_text = str(base64.encodebytes(encrypt_aes), encoding='utf-8') 

# 執行加密並轉碼返回bytes

 return encrypted_text 

# 解密方法 

def decrypt(key, text): aes = AES.new(add_to_16(key), AES.MODE_ECB)

 # 初始化加密器 

base64_decrypted = base64.decodebytes(text.encode(encoding='utf-8')) 

# 優先逆向解密base64成bytes 

decrypted_text = str(aes.decrypt(base64_decrypted), encoding='utf-8').replace('', '') # 執行解密密並轉碼返回str

 return decrypted_text
RSA加密
全稱:Rivest-Shamir-Adleman,RSA加密算法是一種非對稱加密算法。在公開密鑰加密和電子商業中RSA被廣泛使用。它被普遍認為是目前比較優秀的公鑰方案之一。RSA是第一個能同時用於加密和數字簽名的算法,它能夠抵抗到目前為止已知的所有密碼攻擊。Python代碼:
# -*- coding: UTF-8 -*- # reference codes: https://www.jianshu.com/p/7a4645691c68 import base64 import rsa from rsa import common # 使用 rsa庫進行RSA簽名和加解密 class RsaUtil(object): PUBLIC_KEY_PATH = 'xxxxpublic_key.pem' # 公鑰 PRIVATE_KEY_PATH = 'xxxxxprivate_key.pem' # 私鑰 # 初始化key def __init__(self, company_pub_file=PUBLIC_KEY_PATH, company_pri_file=PRIVATE_KEY_PATH): if company_pub_file: self.company_public_key = rsa.PublicKey.load_pkcs1_openssl_pem(open(company_pub_file).read()) if company_pri_file: self.company_private_key = rsa.PrivateKey.load_pkcs1(open(company_pri_file).read()) def get_max_length(self, rsa_key, encrypt=True): """加密內容過長時 需要分段加密 換算每一段的長度. :param rsa_key: 鑰匙. :param encrypt: 是否是加密. """ blocksize = common.byte_size(rsa_key.n) reserve_size = 11 # 預留位為11 if not encrypt: # 解密時不需要考慮預留位 reserve_size = 0 maxlength = blocksize - reserve_size return maxlength # 加密 支付方公鑰 def encrypt_by_public_key(self, message): """使用公鑰加密. :param message: 需要加密的內容. 加密之後需要對接過進行base64轉碼 """ encrypt_result = b'' max_length = self.get_max_length(self.company_public_key) while message: input = message[:max_length] message = message[max_length:] out = rsa.encrypt(input, self.company_public_key) encrypt_result += out encrypt_result = base64.b64encode(encrypt_result) return encrypt_result def decrypt_by_private_key(self, message): """使用私鑰解密. :param message: 需要加密的內容. 解密之後的內容直接是字符串,不需要在進行轉義 """ decrypt_result = b"" max_length = self.get_max_length(self.company_private_key, False) decrypt_message = base64.b64decode(message) while decrypt_message: input = decrypt_message[:max_length] decrypt_message = decrypt_message[max_length:] out = rsa.decrypt(input, self.company_private_key) decrypt_result += out return decrypt_result # 簽名 商戶私鑰 base64轉碼 def sign_by_private_key(self, data): """私鑰簽名. :param data: 需要簽名的內容. 使用SHA-1 方法進行簽名(也可以使用MD5) 簽名之後,需要轉義後輸出 """ signature = rsa.sign(str(data), priv_key=self.company_private_key, hash='SHA-1') return base64.b64encode(signature) def verify_by_public_key(self, message, signature): """公鑰驗籤. :param message: 驗籤的內容. :param signature: 對驗籤內容簽名的值(簽名之後,會進行b64encode轉碼,所以驗籤前也需轉碼). """ signature = base64.b64decode(signature) return rsa.verify(message, signature, self.company_public_key)
ECC加密
全稱:橢圓曲線加密(Elliptic Curve Cryptography),ECC加密算法是一種公鑰加密技術,以橢圓曲線理論為基礎。利用有限域上橢圓曲線的點構成的Abel群離散對數難解性,實現加密、解密和數字簽名。將橢圓曲線中的加法運算與離散對數中的模乘運算相對應,就可以建立基於橢圓曲線的對應密碼體制。Python代碼:
# -*- coding:utf-8 *- 

# author: DYBOY 

# reference codes: https://blog.dyboy.cn/websecurity/121.html 

# description: ECC橢圓曲線加密算法實現 """ 考慮K=kG ,其中K、G為橢圓曲線Ep(a,b)上的點,n為G的階(nG=O∞ ),k為小於n的整數。 則給定k和G,根據加法法則,計算K很容易但反過來,給定K和G,求k就非常困難。 因為實際使用中的ECC原則上把p取得相當大,n也相當大,要把n個解點逐一算出來列成上表是不可能的。 這就是橢圓曲線加密算法的數學依據 點G稱為基點(base point) k(k

<n)為私有密鑰(privte 1="" 2="" 3="" public="" def="" :="" for="" i="" in="" if="" p="" 1:="" return="" -1="" mu:="" else:="" zi="zi" np="-p" flag="=0" k="k" x1="x0" x2="" and="" y1="val" y2:="" a="int(input("請輸入橢圓曲線參數a(a" mu="mu" mod="" -="1" 0:="" gcd_value="" g="" ab="ba" e="" -y="" inverse_value="get_inverse(mu," y3="" q="" x3="(k" tempx="p_x" tempy="p_y" n="" while="" true:="" p_y="=" p_x="=" y1:="" -p="" y0="=" x0="" p:="" break="" false="" -1:="" x_y="[]" val="" p-1="" temp="" 10:="" end=" " j="" x="" ng="" temp_x="G_x" temp_y="" key="">0)的值:")) b = int(input("請輸入橢圓曲線參數b(b>0)的值:")) p = int(input("請輸入橢圓曲線參數p(p為素數)的值:")) 

<n)為私有密鑰(privte 1="" 2="" 3="" public="" def="" :="" for="" i="" in="" if="" p="" 1:="" return="" -1="" mu:="" else:="" zi="zi" np="-p" flag="=0" k="k" x1="x0" x2="" and="" y1="val" y2:="" a="int(input("請輸入橢圓曲線參數a(a" mu="mu" mod="" -="1" 0:="" gcd_value="" g="" ab="ba" e="" -y="" inverse_value="get_inverse(mu," y3="" q="" x3="(k" tempx="p_x" tempy="p_y" n="" while="" true:="" p_y="=" p_x="=" y1:="" -p="" y0="=" x0="" p:="" break="" false="" -1:="" x_y="[]" val="" p-1="" temp="" 10:="" end=" " j="" x="" ng="" temp_x="G_x" temp_y="" key="">#用作模運算 # 條件滿足判斷 if (4*(a**3)+27*(b**2))%p == 0: print("您輸入的參數有誤,請重新輸入!!!

<n)為私有密鑰(privte 1="" 2="" 3="" public="" def="" :="" for="" i="" in="" if="" p="" 1:="" return="" -1="" mu:="" else:="" zi="zi" np="-p" flag="=0" k="k" x1="x0" x2="" and="" y1="val" y2:="" a="int(input("請輸入橢圓曲線參數a(a" mu="mu" mod="" -="1" 0:="" gcd_value="" g="" ab="ba" e="" -y="" inverse_value="get_inverse(mu," y3="" q="" x3="(k" tempx="p_x" tempy="p_y" n="" while="" true:="" p_y="=" p_x="=" y1:="" -p="" y0="=" x0="" p:="" break="" false="" -1:="" x_y="[]" val="" p-1="" temp="" 10:="" end=" " j="" x="" ng="" temp_x="G_x" temp_y="" key="">") else: break # 輸出橢圓曲線散點圖 get_graph(a, b, p) # 選點作為G點 print("user1:在如上座標系中選一個值為G的座標") G_x = int(input("user1:請輸入選取的x座標值:")) G_y = int(input("user1:請輸入選取的y座標值:")) # 獲取橢圓曲線的階 n = get_rank(G_x, G_y, a, b, p) # user1生成私鑰,小key key = int(input("user1:請輸入私鑰小key(<{}): 1="" 2="" 3="" privte="" public="" def="" :="" for="" i="" in="" if="" p="" 1:="" return="" -1="" mu:="" else:="" zi="zi" np="-p" flag="=0" k="k" x1="x0" x2="" and="" y1="val" y2:="" a="int(input(" mu="mu" mod="" -="1" 0:="" gcd_value="" g="" ab="ba" e="" -y="" inverse_value="get_inverse(mu," y3="" q="" x3="(k" tempx="p_x" tempy="p_y" n="" while="" true:="" p_y="=" p_x="=" y1:="" -p="" y0="=" x0="" p:="" break="" false="" -1:="" x_y="[]" val="" p-1="" temp="" 10:="" end=" " j="" x="" ng="" temp_x="G_x" temp_y="" key=""># user1生成公鑰,大KEY KEY_x,kEY_y = get_ng(G_x, G_y, key, a, p) # user2階段 # user2拿到user1的公鑰KEY,Ep(a,b)階n,加密需要加密的明文數據 # 加密準備 k = int(input("user2:請輸入一個整數k(<{})用於求kg和kq: 1="" 2="" 3="" k_g_y="get_ng(G_x," kg="" k_q_y="get_ng(KEY_x," kq="" plain_text="int(input("user1:請輸入需要加密的密文:"))" c="[]" end=" " for="" char="" in="" plain_text:="" intchar="ord(char)" cipher_text="intchar*k_Q_x" privte="" public="" def="" :="" i="" if="" p="" 1:="" return="" -1="" mu:="" else:="" zi="zi" np="-p" flag="=0" k="k" x1="x0" x2="" and="" y1="val" y2:="" a="int(input(" mu="mu" mod="" -="1" 0:="" gcd_value="" g="" ab="ba" e="" -y="" inverse_value="get_inverse(mu," y3="" q="" x3="(k" tempx="p_x" tempy="p_y" n="" while="" true:="" p_y="=" p_x="=" y1:="" -p="" y0="=" x0="" p:="" break="" false="" -1:="" x_y="[]" val="" p-1="" temp="" 10:="" j="" x="" ng="" temp_x="G_x" temp_y="" key=""># user1階段 # 拿到user2加密的數據進行解密 # 知道 k_G_x,k_G_y,key情況下,求解k_Q_x,k_Q_y是容易的,然後plain_text = cipher_text/k_Q_x print("

<n)為私有密鑰(privte 1="" 2="" 3="" public="" def="" :="" for="" i="" in="" if="" p="" 1:="" return="" -1="" mu:="" else:="" zi="zi" np="-p" flag="=0" k="k" x1="x0" x2="" and="" y1="val" y2:="" a="int(input("請輸入橢圓曲線參數a(a" mu="mu" mod="" -="1" 0:="" gcd_value="" g="" ab="ba" e="" -y="" inverse_value="get_inverse(mu," y3="" q="" x3="(k" tempx="p_x" tempy="p_y" n="" while="" true:="" p_y="=" p_x="=" y1:="" -p="" y0="=" x0="" p:="" break="" false="" -1:="" x_y="[]" val="" p-1="" temp="" 10:="" end=" " j="" x="" ng="" temp_x="G_x" temp_y="" key="">user1解密得到明文:",end="") 

 if __name__ == "__main__":

ecc_main()

<n)為私有密鑰(privte 1="" 2="" 3="" public="" def="" :="" for="" i="" in="" if="" p="" 1:="" return="" -1="" mu:="" else:="" zi="zi" np="-p" flag="=0" k="k" x1="x0" x2="" and="" y1="val" y2:="" a="int(input("請輸入橢圓曲線參數a(a" mu="mu" mod="" -="1" 0:="" gcd_value="" g="" ab="ba" e="" -y="" inverse_value="get_inverse(mu," y3="" q="" x3="(k" tempx="p_x" tempy="p_y" n="" while="" true:="" p_y="=" p_x="=" y1:="" -p="" y0="=" x0="" p:="" break="" false="" -1:="" x_y="[]" val="" p-1="" temp="" 10:="" end=" " j="" x="" ng="" temp_x="G_x" temp_y="" key="">本文主要介紹了MD5,SHA-1,HMAC,DES/AES,RSA和ECC這幾種加密算法和python代碼示例。


[ljg58026 ] Python實現常見的幾種加密算法(MD5,SHA-1,HMAC,DES/AES,RSA和ECC)已經有165次圍觀

http://coctec.com/docs/python/shhow-post-233608.html