Python加密技术全解析：从基础到实践

在当今数字化时代，数据安全变得越来越重要。Python作为一种流行的编程语言，提供了多种加密技术来保护数据。本文将从基础的MD5算法开始，逐步深入到URL编码、Base64编码、对称加密、非对称加密，最后通过一个实际案例来展示如何解密加密数据。

一、MD5：不可逆的摘要算法

MD5是一种广泛使用的哈希算法，以其小巧、速度快和极难破解而著称。尽管王小云女士曾破解过MD5，但其在国内互联网公司中仍被广泛用作密码摘要算法。

1.1 MD5的特点

不可逆：MD5算法的输出是固定的哈希值，无法从哈希值逆推出原始数据。
确定性：相同的输入总是产生相同的输出。

1.2 Python中的MD5实现

from hashlib import md5obj = md5()
obj.update("alex".encode("utf-8"))
bs = obj.hexdigest()
print(bs)

1.3 避免撞库：加盐

为了提高安全性，可以在MD5计算时加入“盐”（salt），使得相同的输入产生不同的输出。

from hashlib import md5salt = "我是盐.把我加进去就没人能破解了"
obj = md5(salt.encode("utf-8"))
obj.update("alex".encode("utf-8"))
bs = obj.hexdigest()
print(bs)

二、URLEncode和Base64：编码与解码

URL编码和Base64编码是数据传输中常用的编码方式，它们将特殊字符转换为可传输的格式。

2.1 URL编码

URL编码将URL中的特殊字符转换为百分号编码的形式。

from urllib.parse import urlencode, unquoteparams = {"name": "alex", "age": "18"}
encoded_url = "http://www.example.com/?" + urlencode(params)
print(encoded_url)

2.2 Base64编码

Base64编码将二进制数据转换为由64个可打印字符组成的文本字符串。

import base64data = "hello world".encode("utf-8")
encoded_data = base64.b64encode(data).decode("utf-8")
print(encoded_data)

三、对称加密：AES和DES

对称加密使用相同的密钥进行加密和解密，常见的算法有AES和DES。

3.1 AES加密

from Crypto.Cipher import AESkey = b"alexissbalexissb"
aes = AES.new(key, AES.MODE_CBC, IV=b"0102030405060708")
data = "我吃饭了".encode("utf-8")
padded_data = data + (16 - len(data) % 16) * chr(16 - len(data) % 16).encode("utf-8")
encrypted_data = aes.encrypt(padded_data)
print(encrypted_data)

3.2 DES加密

from Crypto.Cipher import DESkey = b"alexissb"
des = DES.new(key, DES.MODE_CBC, IV=b"01020304")
data = "我要吃饭".encode("utf-8")
padded_data = data + (8 - len(data) % 8) * chr(8 - len(data) % 8).encode("utf-8")
encrypted_data = des.encrypt(padded_data)
print(encrypted_data)

四、非对称加密：RSA

非对称加密使用一对密钥，公钥加密，私钥解密。RSA是最常见的非对称加密算法。

4.1 RSA加密解密

from Crypto.PublicKey import RSA
from Crypto.Cipher import PKCS1_v1_5# 生成密钥对
key = RSA.generate(1024)
private_key = key.exportKey()
public_key = key.publickey().exportKey()# 加密
rsa_pk = RSA.importKey(public_key)
rsa = PKCS1_v1_5.new(rsa_pk)
encrypted_data = rsa.encrypt(b"我要吃饭了")
print(encrypted_data)# 解密
rsa_pk = RSA.importKey(private_key)
rsa = PKCS1_v1_5.new(rsa_pk)
decrypted_data = rsa.decrypt(encrypted_data)
print(decrypted_data)

五、实战案例：解密网站数据

通过分析网站的数据传输过程，我们可以发现数据加密的规律，并编写相应的解密代码。

import binascii
from Crypto.Cipher import DESdef decrypt_data(data):key = "your_key_here"iv = "your_iv_here"des = DES.new(key.encode("utf-8"), DES.MODE_ECB)decrypted_data = des.decrypt(binascii.a2b_hex(data))return decrypted_data.decode("utf-8")# 示例数据
encrypted_data = "BB95CA71E232FD88B71C758B19BDDDCB..."
decrypted_data = decrypt_data(encrypted_data)
print(decrypted_data)