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Python web開發中加密和解密技巧

WBOY

發布： 2023-06-17 12:53:08

原創

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Python已經成為了Web開發中的重要語言之一，而加密和解密技術又是Web開發中不可或缺的一部分。在本文中，我將介紹Python中加密和解密技巧。

加密和解密簡介

在網路開發中，資料的安全性始終是至關重要的，尤其是需要傳輸一些機密資料的時候。因此，加密和解密技術應運而生，它可以對資料進行保護，確保只有合法的使用者才能存取或處理這些資料。

簡單來說，加密就是將原始的資料經過某種加密演算法轉換為不可讀的密文，而解密就是將密文還原為原始資料。加密和解密需要使用特定的金鑰，這個金鑰只有掌握了它的人才能進行加密或解密操作。

加密和解密演算法

Python中有很多加密和解密演算法，包括AES、DES、RSA等。下面簡單介紹一下其中常用的幾種演算法。

（1）AES

AES（Advanced Encryption Standard）是一種高階加密標準演算法，它能夠保護資料傳輸的安全性。 AES是一種對稱加密演算法，即加密和解密過程中使用相同的金鑰。 AES加密演算法採用了分組密碼設計，對於每個金鑰長度，都有標準的分組長度，常用的有128位元、192位元和256位元。

在使用Python進行AES加密和解密操作時，可以使用pycryptodome庫中的AES模組，也可以使用cryptography庫中的fernet模組。

（2）RSA

RSA是一種非對稱加密演算法，它使用兩個金鑰，一個公鑰用於加密，一個私鑰用於解密。 RSA演算法的安全性依賴質因數分解的難度，通常採用1024位元或2048位元的金鑰長度。

在使用Python進行RSA加密和解密作業時，可以使用pycryptodome函式庫中的RSA模組，也可以使用cryptography函式庫中的rsa模組。

（3）DES

DES（Data Encryption Standard）是對稱加密演算法，它將資料分成64位元的區塊，使用56位元的金鑰進行加密。 DES已經被認為不安全，一般不再使用。

在Python中也可以使用pycryptodome函式庫中的DES模組進行DES加密和解密操作。

Python中的加密和解密實作

在Python中，可以使用各種函式庫和模組來進行加密和解密操作。下面透過實例來介紹常見函式庫的使用方法。

（1）使用pycryptodome實作AES加密和解密

pycryptodome是一個Python包，它可以提供加密解密作業所需的各種模組。下面的範例示範如何使用pycryptodome來進行AES加密和解密。

from Crypto.Cipher import AES
from Crypto.Util.Padding import pad, unpad
import base64

def encrypt_aes(data, key):
    cipher = AES.new(key.encode('utf-8'), AES.MODE_CBC)
    cipher_text = cipher.encrypt(pad(data.encode('utf-8'), AES.block_size))
    iv = base64.b64encode(cipher.iv).decode('utf-8')
    cipher_text = base64.b64encode(cipher_text).decode('utf-8')
    return iv, cipher_text

def decrypt_aes(iv, cipher_text, key):
    cipher = AES.new(key.encode('utf-8'), AES.MODE_CBC, base64.b64decode(iv.encode('utf-8')))
    plain_text = unpad(cipher.decrypt(base64.b64decode(cipher_text.encode('utf-8'))), AES.block_size)
    return plain_text.decode('utf-8')

登入後複製

上面的程式碼中，我們使用了pycryptodome的AES模組和Padding模組，進行加密和解密操作。 AES模組接收一個金鑰和一個初始向量（用於CBC模式），然後使用pad函數將資料填入符合AES區塊大小的整數倍，再進行加密。解密時，同樣使用AES模組，接收金鑰、初始向量和密文，使用unpad函數將解密所得的資料去除填充即可。

（2）使用cryptography實作RSA加密和解密

cryptography是Python一個強大的加密函式庫，其中包含了各種加密演算法。下面的範例示範如何使用cryptography來進行RSA加密和解密。

from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import rsa, padding
from cryptography.hazmat.primitives import serialization, hashes

def generate_rsa_key():
    private_key = rsa.generate_private_key(
        public_exponent=65537,
        key_size=2048
    )

    return private_key, private_key.public_key()

def encrypt_rsa(data, public_key):
    data = data.encode('utf-8')
    cipher_text = public_key.encrypt(
        data,
        padding.OAEP(
            mgf=padding.MGF1(algorithm=hashes.SHA256()),
            algorithm=hashes.SHA256(),
            label=None
        )
    )
    return cipher_text

def decrypt_rsa(cipher_text, private_key):
    plain_text = private_key.decrypt(
        cipher_text,
        padding.OAEP(
            mgf=padding.MGF1(algorithm=hashes.SHA256()),
            algorithm=hashes.SHA256(),
            label=None
        )
    )
    return plain_text.decode('utf-8')

登入後複製

上面的程式碼中，我們使用了cryptography的asymmetric模組，這個模組提供了RSA金鑰的產生、加密和解密等操作。產生私鑰和公鑰時，我們使用generate_private_key函數，並指定公共指數（一般為65537）和金鑰長度（一般為2048位元）。

加密時，我們使用公鑰的encrypt函數，並指定填充模式、雜湊演算法等參數。解密時，我們使用私鑰的decrypt函數，並同樣指定填充模式、雜湊演算法等參數。需要注意的是，在使用cryptography進行加密和解密操作時，金鑰和資料都需要使用bytes類型。