如何在 Python 中加密和解密字符串

Python 6月前 392

随着信息技术的发展，数据安全越来越受到重视。在传输和存储数据时，加密是一种常见的措施。Python 作为一种常用的编程语言，也提供了丰富的加密和解密库，本文将介绍如何在 Python 中使用这些库进行字符串加密和解密。

一、加密和解密的基本概念

加密是指将明文转换为密文的过程，目的是保护信息的机密性。解密则是将密文转换为明文的过程，以便于信息的使用。加密和解密涉及到两个重要的概念：密钥和算法。

密钥是加密和解密的关键，是一种保密的信息。在加密时，使用密钥对明文进行加密，得到密文。在解密时，使用相同的密钥对密文进行解密，得到原始的明文。因此，密钥的安全性非常重要。

算法是加密和解密的核心，是一种数学模型。常见的加密算法有对称加密算法和非对称加密算法。

对称加密算法是指使用相同的密钥进行加密和解密。常见的对称加密算法有 DES、3DES、AES 等。对称加密算法的优点是加密速度快，但密钥的安全性要求高。

非对称加密算法是指使用不同的密钥进行加密和解密。常见的非对称加密算法有 RSA、DSA 等。非对称加密算法的优点是密钥的安全性要求低，但加密速度慢。

二、Python 中的加密和解密库

Python 中提供了多种加密和解密库，常用的有 hashlib、hmac、pycryptodome 等。下面介绍 hashlib 和 pycryptodome 两个库的使用方法。

hashlib 库

hashlib 库提供了多种哈希算法，可以用于生成消息摘要、加密和解密等。常见的哈希算法有 MD5、SHA1、SHA256 等。下面以 SHA256 算法为例，介绍 hashlib 库的使用方法。

加密代码如下：

import hashlib

def sha256_encrypt(text, salt=''):
    h = hashlib.sha256()
    h.update((text + salt).encode('utf-8'))
    return h.hexdigest()

解密代码如下：

由于 SHA256 算法是不可逆的，因此 hashlib 库不支持解密操作。

pycryptodome 库

pycryptodome 库是 Python 中的一个加密和解密库，支持多种对称加密算法和非对称加密算法。常见的对称加密算法有 AES、Blowfish、DES、3DES 等，常见的非对称加密算法有 RSA、DSA 等。下面以 AES 算法为例，介绍 pycryptodome 库的使用方法。

加密代码如下：

from Crypto.Cipher import AES
import base64

def aes_encrypt(text, key, iv):
    # 将密钥和 IV 填充至 16 字节
    key = key.ljust(16, b'\0')
    iv = iv.ljust(16, b'\0')
    # 创建 AES 对象
    cipher = AES.new(key, AES.MODE_CBC, iv)
    # 加密明文
    ciphertext = cipher.encrypt(text)
    # 将密文进行 base64 编码
    ciphertext_base64 = base64.b64encode(ciphertext)
    return ciphertext_base64.decode('utf-8')

解密代码如下：

from Crypto.Cipher import AES
import base64

def aes_decrypt(ciphertext_base64, key, iv):
    # 将密钥和 IV 填充至 16 字节
    key = key.ljust(16, b'\0')
    iv = iv.ljust(16, b'\0')
    # 创建 AES 对象
    cipher = AES.new(key, AES.MODE_CBC, iv)
    # 将密文进行 base64 解码
    ciphertext = base64.b64decode(ciphertext_base64)
    # 解密密文
    text = cipher.decrypt(ciphertext)
    # 去除填充
    text = text.rstrip(b'\0')
    return text.decode('utf-8')