python AES256加密

基础知识

# 在Linux操作系统下，Python3的默认环境编码变为了utf-8编码，所以在编写代码的时候，字符串大部分都是以utf-8处理
UTF-8:
1byte = 8bit
1个英文字符 = 1byte
1个中文字符 = 3byte

128bit = 16byte = 16个英文字符
192bit = 24byte = 24个英文字符
256bit = 32byte = 32个英文字符

AES256概念

AES是一种对称加密算法，对称指加密和解密使用同一个密钥； 256指密钥的长度是256bit，即32个英文字符的长度；密钥的长度决定了AES加密的轮数

AES256加密参数

• 密钥： 一个32byte的字符串， 常被叫为key
• 明文： 待加密的字符串；字节长度(按byte计算)必须是16的整数倍，因此，明文加密之前需要被填充
• 模式： 加密模式，常用的有ECB、CBC；具体含义见参考链接
• iv 偏移量： CBC模式下需要是16byte字符串； ECB下不需要

参考代码

# -------------------------------
# -*- coding: utf-8 -*-
# @Author：jianghan
# @Time：2020/11/25 14:46
# @File: crypt.py
# Python版本：3.6.8
# -------------------------------


"""
1、 填充字符串和明文字符串最后一位不能相同
2、 字符串编码默认是utf-8， key和iv默认为英文字符；字符串不支持其他编码或key/iv不支持为中文字符
"""


from enum import Enum, unique
from Crypto.Cipher import AES


@unique
class Mode(Enum):
    CBC = AES.MODE_CBC
    ECB = AES.MODE_ECB


@unique
class Padding(Enum):
    """ 定义填充的字符串 """
    SPACE = " "  # 空格


class AES256Crypto:
    def __init__(self, key, mode=Mode.ECB, padding=Padding.SPACE, iv=None):
        """
        :param key: 密钥， 32byte 长度字符串
        :param mode: 加密模式， 来源 class Mode
        :param iv: 16byte 长度字符串
        :param padding: 填充的字符串， 来源class Padding
        """
        self.padding = self.check_padding(padding)

        self.key = self.padding_key(key)
        self.iv = self.padding_iv(iv) if iv else None

        self.mode = self.check_mode(mode)

    def check_mode(self, mode):
        """ 核对 mode """
        if mode not in Mode.__members__.values():
            raise Exception(f"mode {mode} not allowed!")
        if mode == Mode.CBC and not self.iv:
            raise Exception(f"iv is required")
        return mode

    def check_padding(self, padding):
        """ 核对 padding """
        if padding not in Padding.__members__.values():
            raise Exception(f"mode {padding} not allowed!")
        return padding

    def padding_ret_byte(self, text, _len=16):
        """ 填充并转成 bytes """
        text = text.encode()
        remainder = len(text) % _len
        remainder = _len if remainder == 0 else remainder
        text += (_len - remainder) * self.padding.value.encode()
        return text

    def padding_iv(self, iv: str):
        """ 补全iv 并转成 bytes"""
        if len(iv.encode()) > 16:
            raise Exception(f"iv {iv} must <= 16bytes")
        return self.padding_ret_byte(iv)

    def padding_key(self, key: str):
        """ 补全key 并转成 bytes """
        if len(key.encode()) > 32:
            raise Exception(f"key {key} must <= 32bytes")
        return self.padding_ret_byte(key, _len=32)

    def encrypt(self, text, encode=None):
        """
        加密
        :param text: 待加密字符串
        :param encode: 传入base64里面的方法
        :return:  若encode=None则不进行base加密处理，返回bytes类型数据
        """
        text = self.padding_ret_byte(text)
        # 注意：加密中的和解密中的AES.new()不能使用同一个对象，所以在两处都使用了AES.new()
        text = AES.new(key=self.key, mode=self.mode.value, iv=self.iv).encrypt(text)
        if encode:
            return encode(text).decode()
        return text

    def decrypt(self, text, decode=None):
        """ 解密 """
        if decode:
            if type(text) == str:
                text = text.encode()
            text = decode(bytes(text))
        else:
            if type(text) != bytes:
                raise Exception(text)
        text = AES.new(key=self.key, mode=self.mode.value, iv=self.iv).decrypt(text)
        text = text.strip(self.padding.value.encode())
        return text.decode()

使用范例

import json

# 这是一段待加密的字符串
text = "{"upi": "1341343", "overdue": "2020-11-26 00:00:00"}"
key = "t6LtKa3tD5X6qaJ6qOrAW3XmobFrY6ob"
iv = "NjtP47eSECuOm3s6"
aes = AES256Crypto(key, Mode.CBC, Padding.SPACE, iv)
text_1 = aes.encrypt(text)  
# b"xe7x1dxeaexffxc7xc2xd7x8cxf6xe7x82ux7fx168xbcx90xadx1ex85Mxcbxb0xb4Hox1bxe4xecx9dx1dxf93xebx9bxe7xa3xdd$x8cEaxabxf7K~x91Hxc3]5xc4x1axd4w[x83xb2"FCx9fx9d"
text_2 = aes.decrypt(text_1)  
# "{"upi": "1341343", "overdue": "2020-11-26 00:00:00"}"

import base64
text_3 = aes.encrypt(text, encode=base64.b16encode)     
# "E71DEA65FFC7C2D78CF6E782757F1638BC90AD1E854DCBB0B4486F1BE4EC9D1DF933EB9BE7A3DD248C4561ABF74B7E9148C35D35C41AD4775B83B22246439F9D"
text_4 = aes.decrypt(text_3, decode=base64.b16decode)
# "{"upi": "1341343", "overdue": "2020-11-26 00:00:00"}"

参考

• https://www.sohu.com/a/201169795_466846
• https://blog.csdn.net/chouzhou9701/article/details/89339625