使用Python进行AES加密和解密

高级加密标准（英语：Advanced Encryption Standard，缩写：AES），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。经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与技术研究院（NIST）于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成为有效的标准。2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一。---百度百科

本科的时候弄过DES加密算法加密计算机文件，而DES加密算法现在基本处于被废弃的状态，所以现在想试试更高级一点的。

DES加密算法可发展为3DES加密算法，后来又被升级为AES加密算法，加长了密钥长度，也就增加了暴力破解的难度。

本次使用Python进行AES的加密解密，在ubuntu下进行：

如果没有安装Python，请先安装Python和pip：

#sudo apt-get install python

#sudo apt-get install python-pip

顺便安装两个库(有可能不叫库，一个是关于加密解密算法的，另外一个是关于字符转换的)：

#pip install Ctypto

#pip install binascii

 

AES拥有很多模式，而此次采用的CBC模式：通过密钥和salt（起扰乱作用）按固定算法（md5）产生key和iv。然后用key和iv（初始向量，加密第一块明文）加密（明文）和解密（密文）。

下面代码实现的思想：将加密文本处理以8*16位 这样的单位进行加密，每16个字节长度的数据加密成16个字节长度的密文。在下面代码中，为简化代码，密钥所生成的key和iv都用16位的密钥代替，实际上其实可以不一样，但位数能不能不一样我就没试了。

我在参考博客的代码中做了一些修改，原来的代码在需要明文为16的倍数的时候会多生成16位的空字节，有点小问题，修改之后就没问题了。

#coding: utf8  
import sys  
from Crypto.Cipher import AES  
from binascii import b2a_hex, a2b_hex  
   
class prpcrypt():  
    def __init__(self, key):  
        self.key = key  
        self.mode = AES.MODE_CBC  
       
    #加密函数，如果text不是16的倍数【加密文本text必须为16的倍数！】，那就补足为16的倍数  
    def encrypt(self, text):  
        cryptor = AES.new(self.key, self.mode, self.key)  
        #这里密钥key 长度必须为16（AES-128）、24（AES-192）、或32（AES-256）Bytes 长度.目前AES-128足够用  
        length = 16  
        count = len(text)  
    if(count % length != 0) :  
            add = length - (count % length)  
    else:  
        add = 0  
        text = text + ('\0' * add)  
        self.ciphertext = cryptor.encrypt(text)  
        #因为AES加密时候得到的字符串不一定是ascii字符集的，输出到终端或者保存时候可能存在问题  
        #所以这里统一把加密后的字符串转化为16进制字符串  
        return b2a_hex(self.ciphertext)  
       
    #解密后，去掉补足的空格用strip() 去掉  
    def decrypt(self, text):  
        cryptor = AES.new(self.key, self.mode, self.key)  
        plain_text = cryptor.decrypt(a2b_hex(text))  
        return plain_text.rstrip('\0')  
   
if __name__ == '__main__':  
    pc = prpcrypt('keyskeyskeyskeys')      #初始化密钥  
    e = pc.encrypt("0123456789ABCDEF")  
    d = pc.decrypt(e)                       
    print e, d  
    e = pc.encrypt("00000000000000000000000000")  
    d = pc.decrypt(e)                    
    print e, d  

运行结果如下：

367b61b333c242a4253cfacfe6ea709f         0123456789ABCDEF
2c1969f213c703ebedc36f9e7e5a2b88922ac938c983201c200da51073d00b2c        00000000000000000000000000

 

此代码中，初始密钥为keyskeyskeyskeys，可理解为加密的钥匙，只有通过这个密钥才能将已经加密后的数据解密出来。

从结果可以看出，通过AES加密，我们将‘0123456789ABCDEF’的字符串加密为0x367b61b333c242a4253cfacfe6ea709f.

将00000000000000000000000000这串字符串加密为0x2c1969f213c703ebedc36f9e7e5a2b88922ac938c983201c200da51073d00b2c，仔细观察，发现是上面的两倍，

因为原字符串的长度超过了16，但少于32,故在上面的算法中将其补齐成32个长度的字符串后再进行加密。

由此，可延伸至大文件的加密思想：逐步读取16个长度的数据，每16个长度的数据加密一次并写入加密文件，直至所有明文数据被加密完。