前言

我們所說(shuō)的加密方式，都是對(duì)二進(jìn)制編碼的格式進(jìn)行加密的，對(duì)應(yīng)到Python中，則是我們的Bytes。

所以當(dāng)我們?cè)赑ython中進(jìn)行加密操作的時(shí)候，要確保我們操作的是Bytes，否則就會(huì)報(bào)錯(cuò)。

將字符串和Bytes互相轉(zhuǎn)換可以使用encode()和decode()方法。如下所示：

            
# 方法中不傳參數(shù)則是以默認(rèn)的utf-8編碼進(jìn)行轉(zhuǎn)換In [1]: '南北'.encode()Out[1]: b'\xe5\x8d\x97\xe5\x8c\x97'In [2]: b'\xe5\x8d\x97\xe5\x8c\x97'.decode()Out[2]: '南北'
          

注：兩位十六進(jìn)制常常用來(lái)顯示一個(gè)二進(jìn)制字節(jié)。

利用binascii模塊可以將十六進(jìn)制顯示的字節(jié)轉(zhuǎn)換成我們?cè)诩咏饷苤懈Ｓ玫娘@示方式：

            
In [1]: import binasciiIn [2]: '南北'.encode()Out[2]: b'\xe5\x8d\x97\xe5\x8c\x97'In [3]: binascii.b2a_hex('南北'.encode())Out[3]: b'e58d97e58c97'In [4]: binascii.a2b_hex(b'e58d97e58c97')Out[4]: b'\xe5\x8d\x97\xe5\x8c\x97'In [5]: binascii.a2b_hex(b'e58d97e58c97').decode()Out[5]: '南北'
          

URL編碼

簡(jiǎn)介

正常的URL中是只能包含ASCII字符的，也就是字符、數(shù)字和一些符號(hào)。而URL編碼就是一種瀏覽器用來(lái)避免url中出現(xiàn)特殊字符（如漢字）的編碼方式。

其實(shí)就是將超出ASCII范圍的字符轉(zhuǎn)換成帶%的十六進(jìn)制格式。

Python實(shí)現(xiàn)

            
In [1]: from urllib import parse# quote()方法會(huì)自動(dòng)將str轉(zhuǎn)換成bytes，所以這里傳入str和bytes都可以In [2]: parse.quote('南北')Out[2]: '%E5%8D%97%E5%8C%97'In [3]: parse.unquote('%E5%8D%97%E5%8C%97')Out[3]: '南北'
          

Base64編碼

簡(jiǎn)述

Base64是一種用64個(gè)字符來(lái)表示任意二進(jìn)制數(shù)據(jù)的方法。

Base64編碼可以成為密碼學(xué)的基石。可以將任意的二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行Base64編碼。所有的數(shù)據(jù)都能被編碼為并只用65個(gè)字符就能表示的文本文件。（ 65字符：A~Z a~z 0~9 + / = ）編碼后的數(shù)據(jù)~=編碼前數(shù)據(jù)的4/3，會(huì)大1/3左右。

Base64編碼的原理

• 將所有字符轉(zhuǎn)化為ASCII碼。
• 將ASCII碼轉(zhuǎn)化為8位二進(jìn)制 。
• 將二進(jìn)制3個(gè)歸成一組(不足3個(gè)在后邊補(bǔ)0)共24位，再拆分成4組，每組6位。
• 統(tǒng)一在6位二進(jìn)制前補(bǔ)兩個(gè)0湊足8位。
• 將補(bǔ)0后的二進(jìn)制轉(zhuǎn)為十進(jìn)制。
• 從Base64編碼表獲取十進(jìn)制對(duì)應(yīng)的Base64編碼。

Base64編碼的說(shuō)明

• 轉(zhuǎn)換的時(shí)候，將三個(gè)byte的數(shù)據(jù)，先后放入一個(gè)24bit的緩沖區(qū)中，先來(lái)的byte占高位。
• 數(shù)據(jù)不足3byte的話，于緩沖區(qū)中剩下的bit用0補(bǔ)足。然后，每次取出6個(gè)bit，按照其值選擇查表選擇對(duì)應(yīng)的字符作為編碼后的輸出。
• 不斷進(jìn)行，直到全部輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成。
• 如果最后剩下兩個(gè)輸入數(shù)據(jù)，在編碼結(jié)果后加1個(gè)“=”。
• 如果最后剩下一個(gè)輸入數(shù)據(jù)，編碼結(jié)果后加2個(gè)“=”。
• 如果沒(méi)有剩下任何數(shù)據(jù)，就什么都不要加，這樣才可以保證資料還原的正確性。

Python的Base64使用

Python內(nèi)置的base64模塊可以直接進(jìn)行base64的編解碼

注意：用于base64編碼的，要么是ASCII包含的字符，要么是二進(jìn)制數(shù)據(jù)

            
In [1]: import base64In [2]: base64.b64encode(b'hello world')Out[2]: b'aGVsbG8gd29ybGQ='In [3]: base64.b64decode(b'aGVsbG8gd29ybGQ=')Out[3]: b'hello world'
          

MD5（信息-摘要算法）

簡(jiǎn)述

message-digest algorithm 5（信息-摘要算法）。經(jīng)常說(shuō)的“MD5加密”，就是它信息-摘要算法。

md5，其實(shí)就是一種算法。可以將一個(gè)字符串，或文件，或壓縮包，執(zhí)行md5后，就可以生成一個(gè)固定長(zhǎng)度為128bit的串。這個(gè)串，基本上是唯一的。

不可逆性

每個(gè)人都有不同的指紋，看到這個(gè)人，可以得出他的指紋等信息，并且唯一對(duì)應(yīng)，但你只看一個(gè)指紋，是不可能看到或讀到這個(gè)人的長(zhǎng)相或身份等信息。

特點(diǎn)

• 壓縮性：任意長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)，算出的MD5值長(zhǎng)度都是固定的。
• 容易計(jì)算：從原數(shù)據(jù)計(jì)算出MD5值很容易。
• 抗修改性：對(duì)原數(shù)據(jù)進(jìn)行任何改動(dòng)，哪怕只修改1個(gè)字節(jié)，所得到的MD5值都有很大區(qū)別。
• 強(qiáng)抗碰撞：已知原數(shù)據(jù)和其MD5值，想找到一個(gè)具有相同MD5值的數(shù)據(jù)（即偽造數(shù)據(jù)）是非常困難的。

舉個(gè)栗子：世界上只有一個(gè)我，但是姑娘卻是非常非常多的，以一個(gè)有限的我對(duì)幾乎是無(wú)限的姑娘，所以可能能搞定非常多（100+）的妞，這個(gè)理論上的確是通的，可是實(shí)際情況下....

Python的MD5使用

由于MD5模塊在python3中被移除，在python3中使用hashlib模塊進(jìn)行md5操作

            
import hashlib# 待加密信息str = '這是一個(gè)測(cè)試'# 創(chuàng)建md5對(duì)象hl = hashlib.md5()# 此處必須聲明encode# 若寫(xiě)法為hl.update(str) 報(bào)錯(cuò)為： Unicode-objects must be encoded before hashinghl.update(str.encode(encoding='utf-8'))print('MD5加密前為 ：' + str)print('MD5加密后為 ：' + hl.hexdigest())
          

運(yùn)行結(jié)果

            
MD5加密前為 ：這是一個(gè)測(cè)試MD5加密后為 ：cfca700b9e09cf664f3ae80733274d9f
          

MD5長(zhǎng)度

md5的長(zhǎng)度，默認(rèn)為128bit，也就是128個(gè)0和1的二進(jìn)制串。這樣表達(dá)是很不友好的。所以將二進(jìn)制轉(zhuǎn)成了16進(jìn)制，每4個(gè)bit表示一個(gè)16進(jìn)制，所以128/4 = 32 換成16進(jìn)制表示后，為32位了。

為什么網(wǎng)上還有md5是16位的呢？

其實(shí)16位的長(zhǎng)度，是從32位md5值來(lái)的。是將32位md5去掉前八位，去掉后八位得到的。

Python加密庫(kù)PyCryptodome

PyCrypto是 Python 中密碼學(xué)方面最有名的第三方軟件包。可惜的是，它的開(kāi)發(fā)工作于2012年就已停止。

幸運(yùn)的是，有一個(gè)該項(xiàng)目的分支PyCrytodome 取代了 PyCrypto 。

安裝與導(dǎo)入

安裝之前需要先安裝Microsoft Visual c++ 2015。

在Linux上安裝，可以使用以下 pip 命令：

            
pip install pycryptodome
          

導(dǎo)入：

            
import Crypto
          

在Windows 系統(tǒng)上安裝則稍有不同：

            
pip install pycryptodomex
          

導(dǎo)入：

            
import Cryptodome
          

DES

簡(jiǎn)介

DES算法為密碼體制中的對(duì)稱密碼體制，又被稱為美國(guó)數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)。

DES是一個(gè)分組加密算法，典型的DES以64位為分組對(duì)數(shù)據(jù)加密，加密和解密用的是同一個(gè)算法。

DES算法的入口參數(shù)有三個(gè)：Key、Data、Mode。其中Key為7個(gè)字節(jié)共56位，是DES算法的工作密鑰；Data為8個(gè)字節(jié)64位，是要被加密或被解密的數(shù)據(jù)；Mode為DES的工作方式,有兩種:加密或解密。

密鑰長(zhǎng)64位，密鑰事實(shí)上是56位參與DES運(yùn)算（第8、16、24、32、40、48、56、64位是校驗(yàn)位，使得每個(gè)密鑰都有奇數(shù)個(gè)1），分組后的明文組和56位的密鑰按位替代或交換的方法形成密文組

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