技巧 | Python实现几种常用加密算法
MD5加密
全称:MD5消息摘要算法(英语:MD5 Message-Digest Algorithm),一种被广泛使用的密码散列函数,可以产生出一个128位(16字节)的散列值(hash value),用于确保信息传输完整一致。md5加密算法是不可逆的,所以解密一般都是通过暴力穷举方法,通过网站的接口实现解密。Python代码:import hashlibm = hashlib.md5()m.update(str.encode("utf8"))print(m.hexdigest())
SHA1加密
全称:安全哈希算法(Secure Hash Algorithm)主要适用于数字签名标准(Digital Signature Standard DSS)里面定义的数字签名算法(Digital Signature Algorithm DSA),SHA1比MD5的安全性更强。对于长度小于2^ 64位的消息,SHA1会产生一个160位的消息摘要。Python代码:import hashlibsha1 = hashlib.sha1()data = '2333333'sha1.update(data.encode('utf-8'))sha1_data = sha1.hexdigest()print(sha1_data)
HMAC加密
全称:散列消息鉴别码(Hash Message Authentication Code), HMAC加密算法是一种安全的基于加密hash函数和共享密钥的消息认证协议。实现原理是用公开函数和密钥产生一个固定长度的值作为认证标识,用这个标识鉴别消息的完整性。使用一个密钥生成一个固定大小的小数据块,即 MAC,并将其加入到消息中,然后传输。接收方利用与发送方共享的密钥进行鉴别认证等。Python代码:import hmacimport hashlib# 第一个参数是密钥key,第二个参数是待加密的字符串,第三个参数是hash函数mac = hmac.new('key','hello',hashlib.md5)mac.digest() # 字符串的ascii格式mac.hexdigest() # 加密后字符串的十六进制格式
DES加密
全称:数据加密标准(Data Encryption Standard),属于对称加密算法。DES是一个分组加密算法,典型的DES以64位为分组对数据加密,加密和解密用的是同一个算法。它的密钥长度是56位(因为每个第8 位都用作奇偶校验),密钥可以是任意的56位的数,而且可以任意时候改变。Python代码:import binasciifrom pyDes import des, CBC, PAD_PKCS5# 需要安装 pip install pyDesdef 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 desecret_str = des_encrypt('12345678', 'I love YOU~')print(secret_str)clear_str = des_decrypt('12345678', secret_str)print(clear_str)
AES加密
全称:高级加密标准(英语:Advanced Encryption Standard),在密码学中又称Rijndael加密法,是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES,已经被多方分析且广为全世界所使用。Python代码:import base64from Crypto.Cipher import AES'''AES对称加密算法'''# 需要补位,str不是16的倍数那就补足为16的倍数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)) # 先进行aes加密 encrypted_text = str(base64.encodebytes(encrypt_aes), encoding='utf-8') # 执行加密并转码返回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')) # 优先逆向解密base64成bytes decrypted_text = str(aes.decrypt(base64_decrypted), encoding='utf-8').replace('', '') # 执行解密密并转码返回str return decrypted_text
RSA加密
全称:Rivest-Shamir-Adleman,RSA加密算法是一种非对称加密算法。在公开密钥加密和电子商业中RSA被广泛使用。它被普遍认为是目前最优秀的公钥方案之一。RSA是第一个能同时用于加密和数字签名的算法,它能够抵抗到目前为止已知的所有密码攻击。Python代码:# -*- coding: UTF-8 -*-# reference codes: https://www.jianshu.com/p/7a4645691c68import base64import rsafrom rsa import common# 使用 rsa库进行RSA签名和加解密class RsaUtil(object): PUBLIC_KEY_PATH = 'xxxxpublic_key.pem' # 公钥 PRIVATE_KEY_PATH = 'xxxxxprivate_key.pem' # 私钥 # 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): """加密内容过长时 需要分段加密 换算每一段的长度. :param rsa_key: 钥匙. :param encrypt: 是否是加密. """ blocksize = common.byte_size(rsa_key.n) reserve_size = 11 # 预留位为11 if not encrypt: # 解密时不需要考虑预留位 reserve_size = 0 maxlength = blocksize - reserve_size return maxlength # 加密 支付方公钥 def encrypt_by_public_key(self, message): """使用公钥加密. :param message: 需要加密的内容. 加密之后需要对接过进行base64转码 """ 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): """使用私钥解密. :param message: 需要加密的内容. 解密之后的内容直接是字符串,不需要在进行转义 """ 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 # 签名 商户私钥 base64转码 def sign_by_private_key(self, data): """私钥签名. :param data: 需要签名的内容. 使用SHA-1 方法进行签名(也可以使用MD5) 签名之后,需要转义后输出 """ 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): """公钥验签. :param message: 验签的内容. :param signature: 对验签内容签名的值(签名之后,会进行b64encode转码,所以验签前也需转码). """ signature = base64.b64decode(signature) return rsa.verify(message, signature, self.company_public_key)
ECC加密
全称:椭圆曲线加密(Elliptic Curve Cryptography),ECC加密算法是一种公钥加密技术,以椭圆曲线理论为基础。利用有限域上椭圆曲线的点构成的Abel群离散对数难解性,实现加密、解密和数字签名。将椭圆曲线中的加法运算与离散对数中的模乘运算相对应,就可以建立基于椭圆曲线的对应密码体制。Python代码:# -*- coding:utf-8 *-# author: DYBOY# reference codes: https://blog.dyboy.cn/websecurity/121.html# description: ECC椭圆曲线加密算法实现""" 考虑K=kG ,其中K、G为椭圆曲线Ep(a,b)上的点,n为G的阶(nG=O∞ ),k为小于n的整数。 则给定k和G,根据加法法则,计算K很容易但反过来,给定K和G,求k就非常困难。 因为实际使用中的ECC原则上把p取得相当大,n也相当大,要把n个解点逐一算出来列成上表是不可能的。 这就是椭圆曲线加密算法的数学依据 点G称为基点(base point) k(k<n def> p-1 temp = p-1-i # 倒序 # 格式化输出1/2位数,y坐标轴 if temp >= 10: print(temp, end=" ") else: print(temp, end=" ") # 输出具体坐标的值,一行 for j in range(p): print(x_y[j][temp], end=" ") print("") #换行 # 输出 x 坐标轴 print(" ", end="") for i in range(p): if i >=10: print(i, end=" ") else: print(i, end=" ") print('')def get_ng(G_x, G_y, key, a, p): """ 计算nG """ temp_x = G_x temp_y = G_y while key != 1: temp_x,temp_y = get_np(temp_x,temp_y, G_x, G_y, a, p) key -= 1 return temp_x,temp_ydef ecc_main(): while True: a = int(input("请输入椭圆曲线参数a(a>0)的值:")) b = int(input("请输入椭圆曲线参数b(b>0)的值:")) p = int(input("请输入椭圆曲线参数p(p为素数)的值:")) #用作模运算 # 条件满足判断 if (4*(a**3)+27*(b**2))%p == 0: print("您输入的参数有误,请重新输入!!!") else: break # 输出椭圆曲线散点图 get_graph(a, b, p) # 选点作为G点 print("user1:在如上坐标系中选一个值为G的坐标") G_x = int(input("user1:请输入选取的x坐标值:")) G_y = int(input("user1:请输入选取的y坐标值:")) # 获取椭圆曲线的阶 n = get_rank(G_x, G_y, a, b, p) # user1生成私钥,小key key = int(input("user1:请输入私钥小key(</n>