Python实现各种加密，接口加解密不说难

2021-12-21 Python可乐

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Hi，大家好。我们在接口自动化测试项目中，有时候需要一些加密。今天给大伙介绍Python/ target=_blank class=infotextkey>Python实现各种加密，接口加解密再也不愁。

一、项目加解密需求分析

1、网络数据传输面临的问题

私信小编01即可获取大量Python学习资源

网络安全涉及很多方面，而网络数据的安全传输通常会面临以下几方面的威胁。

数据窃听与机密性：怎样保证数据不会因为被截获或窃听而暴露？
数据篡改与完整性：怎样保证数据不会被恶意篡改？
身份冒充与身份验证：怎样保证数据交互双方的身份没有被冒充？

2、解决方案

针对网络数据安全问题，可以用以下几种数据加密方式来解决（每种数据加密方式有多种不同的算法实现）：

数据加密方式	描述	主要解决的问题	常用算法
对称加密	指数据加密和解密使用相同的密钥	数据的机密性	DES, AES
非对称加密	也叫公钥加密，指数据加密和解密使用不同的密钥--密钥对儿	身份验证	DSA，RSA
单向加密	指只能加密数据，而不能解密数据	数据的完整性	MD5，SHA系列算法

3、Python加密模块

主要用到以下几个模块：

模块名	描述
hashlib	主要提供了一些常见的单向加密算法（如 MD5 ， SHA 等），每种算法都提供了与其同名的函数实现。
hmac	提供了hmac算法的实现，hamc也是单向加密算法，但是它支持设置一个额外的密钥(通常被称为'salt')来提高安全性
secrets	这是Python3.6中新增的模块，用于获取安全随机数。
base64	该模块主要用于二进制数据与可打印ASCII字符之间的转换操作，它提供了基于Base16, Base32, 和Base64算法以及实际标准Ascii85和Base85的编码和解码函数。
pycrypto	支持单向加密、对称加密和公钥加密以及随机数操作，这是个第三方模块，需要额外安装。

4、字符串和Bytes互相转化

我们所说的加密方式，都是对二进制编码的格式进行加密的，对应到Python中，则是我们的Bytes。所以当我们在Python中进行加密操作的时候，要确保我们操作的是Bytes，否则就会报错。将字符串和Bytes互相转换可以使用encode()和decode()方法。

(1) 使用encode()编码

encode()：str对象的方法，用于将字符串转换为二进制数据（即bytes），也称为“编码”。

输出结果：

原字符: ITester软件测试小栈
字符转换成二进制: b'ITesterxc8xedxbcxfexb2xe2xcaxd4xd0xa1xd5xbb'

(2) 使用decode()解码

decode()：bytes对象的方法，用于将二进制数据转换为字符串，也称为“解码”。

在设置解码采用的字符编码时，需要与编码时采用的字符编码一致。使用decode()方法时，同样不会修改原字符串。

二、Base64加密

1、简介

Base64是密码学的基石，用64个字符来表示任意二进制数据的方法。可以将任意的二进制数据进行Base64编码。所有的数据都能被编码为并只用65个字符就能表示的文本文件（ 65字符：A~Z a~z 0~9 + / = ）。

2、编码原理

1.将所有字符转化为ASCII码。

2.将ASCII码转化为8位二进制。

3.将二进制3个归成一组(不足3个在后边补0)共24位，再拆分成4组，每组6位。

4.统一在6位二进制前补两个0凑足8位。

5.将补0后的二进制转为十进制。

6.从Base64编码表获取十进制对应的Base64编码。

3、Python中base64的使用

Python内置的base64模块可以直接进行base64的编解码。

输出结果：

加密前为 ：ITester软件测试小栈
加密后为：SVRlc3Rlcui9r+S7tua1i+ivleWwj+agiA==

三、MD5加密

1、简介

MD5加密即message-digest algorithm 5（信息-摘要算法），即信息-摘要算法，可以将一个字符串，或文件，或压缩包，执行md5后，就可以生成一个固定长度为128bit的串。

2、用途

加密注册用户的密码。
网站用户上传图片 / 文件后，将MD5值作为文件名。（MD5可以保证唯一性）
key-value数据库中使用MD5值作为key。
比较两个文件是否相同。（在下载资源的时候，发现网站提供了MD5值，就是用来检测文件是否被篡改）

3、 Python中MD5的使用

由于MD5模块在python3中被移除，在python3中使用hashlib模块进行md5操作。

(1) 简单示例

输出结果：

加密前为 ：ITester软件测试小栈
加密后为：45dc3931b34133a1ebd17e376884b35b

(2) 登录接口加密

md5进行用户登录网站进行密码加密的示例：

import socket, struct, json

ip_port = ("127.0.0.1", 8000)
back_log = 5
buffer_size = 1024
tcp_client = socket.socket(socket.AF_.NET, socket.SOCK_STREAM)
tcp_client.connect(ip_port)

while True:
    cmd = input(">>>:")
    if not cmd: continue
    # 发送数据
    tcp_client.send(cmd.encode("gbk"))
    # 第一步：先收报头
    header = tcp_client.recv(4)
    # 第二步：从报头中解析（header数据的长度）
    header_size = struct.unpack("i", header)
    print('收到报头长度=', header_size)
    # 第三步：收到报头解析出对真实数据的描述信息
    header_json = tcp_client.recv(header_size)
    data = json.loads(header_json)
    print('收到报头内容=', data)
    total_size = data['total_size']

    # 第三步：接收真实的数据
    recv_size = 0
    recv_data = b""
    while recv_size < total_size:
        data = tcp_client.recv(buffer_size)
        recv_data += data
        recv_size = len(recv_data)

    print('接收数据 =', recv_data.decode('gbk', 'ignore'))  # 如果设置为ignore，则会忽略非法字符；

tcp_client.close()  # 关闭

四、sha1加密

1、简介

SHA1的全称是Secure Hash Algorithm( 安全哈希算法 ) 。SHA1基于MD5，加密后的数据长度更长，它对长度小于264的输入，产生长度为160bit的散列值。比MD5多32位,因此，比MD5更加安全，但SHA1的运算速度就比MD5要慢。

2、 Python中Sha1的使用

示例如下：

输出结果：

加密前为 ：ITester软件测试小栈
加密后为：e933b46df326c0bb27cf075faf1d05eb92185f13

五、secrets加密

1、简介

secrets模块是Python 3.6新增的内置模块，它可以生成用于管理密码、账户验证信息、安全令牌和相关秘密信息等数据的密码强随机数。总体来讲，我们可以通过secrets模块完成两种操作：

生成安全随机数；
生成一个笃定长度的随机字符串，可用作令牌和安全URL；

2、 Python中secrets的使用

(1) 生成随机密码

生成一个由数字和字母组成的随机8位密码：

输出结果：

I4S8Nn81

(2) 生成包含安全令牌的URL

生成一个用于找回密码应用场景的，包含一个安全令牌的的临时URL。

输出结果：

https://ITester.com/reset=-b81gTnkWHaOyIKqv_EISLD1eHfYz8X5ptgYfhMBnbk

六、Python加密库PyCryptodome

1、简介

PyCrypto是 Python 中密码学方面最有名的第三方软件包，2012年已停止。幸运的是，该项目的分支PyCrytodome 取代了 PyCrypto。

2、DES加密

(1) 简介

DES算法为密码体制中的对称密码体制，又被称为美国数据加密标准。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。

(2) 使用

安装和导入：

安装：pip install pyDes
导入：from pyDes import des, CBC, PAD_PKCS5

示例：

from pyDes import des, CBC, PAD_PKCS5
import binascii

# 秘钥
KEY = 'keiHG$93'

def des_encrypt(s):
    """
    DES 加密
    :param s: 原始字符串
    :return: 加密后字符串，16进制
    """
    secret_key = KEY  # 密码
    iv = secret_key  # 偏移
    # secret_key:加密密钥，CBC:加密模式，iv:偏移, padmode:填充
    des_obj = des(secret_key, CBC, iv, pad=None, padmode=PAD_PKCS5)
    # 返回为字节
    secret_bytes = des_obj.encrypt(s, padmode=PAD_PKCS5)
    # 返回为16进制
    return binascii.b2a_hex(secret_bytes)


def des_descrypt(s):
    """
    DES 解密
    :param s: 加密后的字符串，16进制
    :return:  解密后的字符串
    """
    secret_key = KEY
    iv = secret_key
    des_obj = des(secret_key, CBC, iv, pad=None, padmode=PAD_PKCS5)
    decrypt_str = des_obj.decrypt(binascii.a2b_hex(s), padmode=PAD_PKCS5)
    return decrypt_str

print(des_encrypt("ITester"))
print(des_descrypt("b248ebd299b31dd1"))

输出结果：

b'b248ebd299b31dd1'
b'ITester'

3、3DES加密

3DES（或称为Triple DES）是三重数据加密算法（TDEA，Triple Data Encryption Algorithm）块密码的通称，是DES向AES过渡的加密算法。

4、AES加密

高级加密标准（Advanced Encryption Standard，缩写：AES），在密码学中又称Rijndael加密法。速度快，编码紧凑。

from Cryptodome.Cipher import AES
from Cryptodome import Random
from binascii import  a2b_hex


data = 'ITester软件测试小栈'
#密钥必须为16（AES-128),24,32
key = b'this is a 16 key'

#生成长度等于AES块大小的不可重复的密钥向量
iv =Random.new().read(AES.block_size)
print(iv)

#使用key和Iv初始化AES对象
mycipher = AES.new(key,AES.MODE_CFB,iv)
print(mycipher)
cip = mycipher.encrypt(data.encode())

#将iv加到加密的密钥开头
ciptext =iv + cip
print(ciptext)

#解密需要 key和iv 生成AES对象,取前16位是iv
mydecrypt = AES.new(key,AES.MODE_CFB,ciptext[:16])

#取后16位是密钥
decrytext = mydecrypt.decrypt(ciptext[16:])
print(decrytext.decode())

输出结果：

b'"xcbHzxd1>x08pxddxbcxf3Cx87lxf3xe5'
<Cryptodome.Cipher._mode_cfb.CfbMode object at 0x10df91eb0>
b'"xcbHzxd1>x08pxddxbcxf3Cx87lxf3xe5x0exdcx8fx1bxc0xe5Uxc6xa5'x7f*xa0x8bxa3xebUxefxbcxd7jx05d4x05'
ITester

七、RSA加密

1、简介

RSA加密算法是一种非对称加密算法，使用openssl ，keytools等工具生成一对公私钥对，使用被公钥加密的数据可以使用私钥来解密。

示例：

import rsa

# rsa加密
def rsaEncrypt(str):
    # 生成公钥、私钥
    (pubkey, privkey) = rsa.newkeys(512)
    print("公钥: ", pubkey)
    print("私钥: ", privkey)
    # 明文编码格式
    content = str.encode('utf-8')
    # 公钥加密
    crypto = rsa.encrypt(content, pubkey)
    return (crypto, privkey)

# rsa解密
def rsaDecrypt(str, pk):
    # 私钥解密
    content = rsa.decrypt(str, pk)
    con = content.decode('utf-8')
    return con

(a, b) = rsaEncrypt("ITester软件测试小栈")
print('加密后密文：')
print(a)
content = rsaDecrypt(a, b)
print('解密后明文：')
print(content)

输出结果：

公钥:  PublicKey(6814529323241172850728335141247508717269277267494229901386594011231139785660903876597435728831384748788754841049799215688731419667333062231824933307206319, 65537)
私钥:  PrivateKey(6814529323241172850728335141247508717269277267494229901386594011231139785660903876597435728831384748788754841049799215688731419667333062231824933307206319, 65537, 6454447002622527176039652037136241453160399729960737093529936320752579012730277408644466653521211901816393814636252571192738395899494415991466200889769361, 4797673045355672432997022168818242182770881041225501784151212772936794554333725043, 1420382185034032902338315580117109933359732257353521366383139403561669333)
加密后密文：
b'kx81x06x95xbb7x1bx7fxd2xafx97x0f,xfexa5xf3`$>x07x98:x9axcbxbax13xf9xc1x1cx18x193|xe2?xa2sxc71x9axf1xeeVx0c%PBFxddxdbxf3xbfhOxd0xcdx06}Tx18xc5xa82x0b'
解密后明文：
ITester

八、总结

上面讲了多种加密方法，我们简单总结下：

数据加密方式大体分为3类：单向加密、对称加密和公钥加密（非对称加密）。
这3类加密方式都各自包含不同的加密算法，如单向加密方式中包含MD5、SHA1、SHA256等，这些算法又称为“哈希算法”或“散列算法”或“数据摘要算法”。
Python内置的hashlib和hmac只提供了单向加密的各种算法实现，如果要做对称加密或者公钥加密操作需要安装第三方扩展模块，常用的是pycrypto模块。另外，hmac允许在使用哈希算法计算数据摘要时使用一个密钥。
随机数操作可以通过三个模块来实现，Python内置的random模块和secrets模块（Python 3.6中才可用），还可以通过pycrypto模块中的Crypto.Random子包中的模块来完成。
base64只适合编码小段数据，且不能用于数据加密（算法是公开的，且没有密钥，所有人都可以解码）。
pycrypto是一个加密算法库，几乎所有的加密算法都可以在它里面找到相应的实现模块。

Python实现各种加密，接口加解密不说难

目录

一、项目加解密需求分析

1、网络数据传输面临的问题

2、解决方案

数据加密方式

描述

主要解决的问题

常用算法

3、Python加密模块

模块名

描述

4、字符串和Bytes互相转化

(1) 使用encode()编码

encode()：str对象的方法，用于将字符串转换为二进制数据（即bytes），也称为“编码”。

(2) 使用decode()解码

二、Base64加密

1、简介

2、编码原理

3、Python中base64的使用

三、MD5加密

1、简介

2、用途

(1) 简单示例

(2) 登录接口加密

四、sha1加密

1、简介

五、secrets加密

1、简介

(1) 生成随机密码

(2) 生成包含安全令牌的URL

六、Python加密库PyCryptodome

1、简介

2、DES加密

(1) 简介

(2) 使用

3、3DES加密

4、AES加密

七、RSA加密

1、简介

八、总结