Python加密算法有哪些及怎么使用

本篇內容介紹了“Python加密算法有哪些及怎么使用”的有關知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領大家學習一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細閱讀，能夠學有所成！

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)，用于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)主要適用于數字簽名標準(Digital Signature Standard  DSS)里面定義的數字簽名算法(Digital Signature Algorithm DSA)，SHA1比MD5的安全性更強。對于長度小于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：散列消息鑒別碼(Hash Message Authentication Code)，  HMAC加密算法是一種安全的基于加密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，用這個標識鑒別消息的完整性。使用一個密鑰生成一個固定大小的小數據塊，即  MAC，并將其加入到消息中，然后傳輸。接收方利用與發送方共享的密鑰進行鑒別認證等。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()  # 加密后字符串的十六進制格式

DES加密

全稱：數據加密標準(Data Encryption  Standard)，屬于對稱加密算法。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，是美國聯邦政府采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 += '\0'     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')  # 執行加密并轉碼返回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('\0', '')  # 執行解密密并轉碼返回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是第一個能同時用于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.             加密之后需要對接過進行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.             解密之后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）             簽名之后，需要轉義后輸出         """         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):         """公鑰驗簽.             :param message: 驗簽的內容.             :param signature: 對驗簽內容簽名的值（簽名之后，會進行b64encode轉碼，所以驗簽前也需轉碼）.         """         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，就可以建立基于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&infin; ），k為小于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 key）     K為公開密鑰（public key) """  def get_inverse(mu, p):     """     獲取y的負元     """     for i in range(1, p):         if (i*mu)%p == 1:             return i     return -1  def get_gcd(zi, mu):     """     獲取最大公約數     """     if mu:         return get_gcd(mu, zi%mu)     else:         return zi  def get_np(x1, y1, x2, y2, a, p):     """     獲取n*p，每次+p，直到求解階數np=-p     """     flag = 1  # 定義符號位（+/-）      # 如果 p=q  k=(3x2+a)/2y1mod p     if x1 == x2 and y1 == y2:         zi = 3 * (x1 ** 2) + a  # 計算分子      【求導】         mu = 2 * y1    # 計算分母      # 若P&ne;Q，則k=(y2-y1)/(x2-x1) mod p     else:         zi = y2 - y1         mu = x2 - x1         if zi* mu < 0:             flag = 0        # 符號0為-（負數）             zi = abs(zi)             mu = abs(mu)      # 將分子和分母化為最簡     gcd_value = get_gcd(zi, mu)     # 最大公約數     zi = zi // gcd_value            # 整除     mu = mu // gcd_value     # 求分母的逆元  逆元： &forall;a &isin;G ，ョb&isin;G 使得 ab = ba = e     # P(x,y)的負元是 (x,-y mod p)= (x,p-y) ，有P+(-P)= O&infin;     inverse_value = get_inverse(mu, p)     k = (zi * inverse_value)      if flag == 0:                   # 斜率負數 flag==0         k = -k     k = k % p     # 計算x3,y3 P+Q     """         x3&equiv;k2-x1-x2(mod p)         y3&equiv;k(x1-x3)-y1(mod p)     """     x3 = (k ** 2 - x1 - x2) % p     y3 = (k * (x1 - x3) - y1) % p     return x3,y3  def get_rank(x0, y0, a, b, p):     """     獲取橢圓曲線的階     """     x1 = x0             #-p的x坐標     y1 = (-1*y0)%p      #-p的y坐標     tempX = x0     tempY = y0     n = 1     while True:         n += 1         # 求p+q的和，得到n*p，直到求出階         p_x,p_y = get_np(tempX, tempY, x0, y0, a, p)         # 如果 == -p,那么階數+1，返回         if p_x == x1 and p_y == y1:             return n+1         tempX = p_x         tempY = p_y  def get_param(x0, a, b, p):     """     計算p與-p     """     y0 = -1     for i in range(p):         # 滿足取模約束條件，橢圓曲線Ep(a,b)，p為質數，x,y&isin;[0,p-1]         if i**2%p == (x0**3 + a*x0 + b)%p:             y0 = i             break      # 如果y0沒有，返回false     if y0 == -1:         return False      # 計算-y（負數取模）     x1 = x0     y1 = (-1*y0) % p     return x0,y0,x1,y1  def get_graph(a, b, p):     """     輸出橢圓曲線散點圖     """     x_y = []     # 初始化二維數組     for i in range(p):         x_y.append(['-' for i in range(p)])      for i in range(p):         val =get_param(i, a, b, p)  # 橢圓曲線上的點         if(val != False):             x0,y0,x1,y1 = val             x_y[x0][y0] = 1             x_y[x1][y1] = 1      print("橢圓曲線的散列圖為：")     for i in range(p):              # i= 0-> p-1         temp = p-1-i        # 倒序          # 格式化輸出1/2位數，y坐標軸         if temp >= 10:             print(temp, end=" ")         else:             print(temp, end="  ")          # 輸出具體坐標的值，一行         for j in range(p):             print(x_y[j][temp], end="  ")         print("")   #換行      # 輸出 x 坐標軸     print("  ", end="")     for i in range(p):         if i >=10:             print(i, end=" ")         else:             print(i, end="  ")     print('\n')  def get_ng(G_x, G_y, key, a, p):     """     計算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_y  def ecc_main():     while True:         a = int(input("請輸入橢圓曲線參數a(a>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："))   #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")         else:             break      # 輸出橢圓曲線散點圖     get_graph(a, b, p)      # 選點作為G點     print("user1：在如上坐標系中選一個值為G的坐標")     G_x = int(input("user1：請輸入選取的x坐標值："))     G_y = int(input("user1：請輸入選取的y坐標值："))      # 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（<{}）：".format(n)))      # 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（<{}）用于求kG和kQ：".format(n)))     k_G_x,k_G_y = get_ng(G_x, G_y, k, a, p)                         # kG     k_Q_x,k_Q_y = get_ng(KEY_x, kEY_y, k, a, p)                     # kQ      # 加密     plain_text = input("user2：請輸入需要加密的字符串:")     plain_text = plain_text.strip()     #plain_text = int(input("user1：請輸入需要加密的密文："))     c = []     print("密文為：",end="")     for char in plain_text:         intchar = ord(char)         cipher_text = intchar*k_Q_x         c.append([k_G_x, k_G_y, cipher_text])         print("({},{}),{}".format(k_G_x, k_G_y, cipher_text),end="-")       # 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，然后plain_text = cipher_text/k_Q_x     print("\nuser1解密得到明文：",end="")     for charArr in c:         decrypto_text_x,decrypto_text_y = get_ng(charArr[0], charArr[1], key, a, p)         print(chr(charArr[2]//decrypto_text_x),end="")  if __name__ == "__main__":     print("*************ECC橢圓曲線加密*************")     ecc_main()

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