使用Python對數(shù)據(jù)進行AES加密和解密

myallmy 2021-07-27

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隨著網(wǎng)絡(luò)上爬蟲的橫行和猖獗，各大網(wǎng)站為了最大限度地限制自家數(shù)據(jù)被采集，紛紛加入了各種反爬手段，比如：

生成瀏覽器UA指紋識別；
用各種驗證方式（短信、滑塊、點選漢字、點擊）進行識別；
……

這一類的反爬手段都是一層防御，類似于城堡的城門一樣，只要突破這道防線，就可以為所欲為了。

除此之外，還有一些網(wǎng)站，會進行二層防御，對數(shù)據(jù)加入各種限制措施，比如混淆、加密等。這就像我們進了城門之后，要是想進某某內(nèi)城，還得經(jīng)過門口的官兵對腰牌和核驗。

比如某電商網(wǎng)站就在數(shù)據(jù)中使用了AES加密，其返回的數(shù)據(jù)如下圖所示：

經(jīng)過解密之后，我們可以得到真正的數(shù)據(jù)為，如下圖所示：

這就是利用Python進行AES解密實現(xiàn)的，下面，我們來介紹一下在Python中對數(shù)據(jù)進行AES加密和AES解密。

文章目錄

一、AES算法簡介

以下內(nèi)容來自于網(wǎng)絡(luò)，大家隨便看看，如果想詳細了解，可以找專門的資料進行學習：

AES全稱為高級加密標準，是Advanced Encryption Standard的首字母簡寫。

AES加密標準又稱為高級加密標準Rijndael加密法，是美國國家標準技術(shù)研究所NIST旨在取代DES的21世紀的加密標準。AES的基本要求是，采用對稱分組密碼體制，密鑰長度可以為128、192或256位，分組長度128位，算法應(yīng)易在各種硬件和軟件上實現(xiàn)。1998年NIST開始AES第一輪分析、測試和征集，共產(chǎn)生了15個候選算法。 [1]

1999年3月完成了第二輪AES2的分析、測試。2000年10月2日美國政府正式宣布選中比利時密碼學家Joan Daemen和Vincent Rijmen提出的一種密碼算法Rijndael作為AES的加密算法。

AES加密數(shù)據(jù)塊和密鑰長度可以是128b、192b、256b中的任意一個。AES加密有很多輪的重復和變換。大致步驟如下：①密鑰擴展（Key Expansion)；②初始輪（InitialRound)；③重復輪（Rounds），每一重復輪又包括字節(jié)間減法運算（SubBytes）、行移位（ShiftRows）、列混合（MixColurmns)、輪密鑰加法運算（AddRoundKey)等操作；①最終輪（Final Round)，最終輪沒有列混合操作（MixColumns)。

二、AES加密

在這里，我們選用AES加密算法中的CBC模式來進行演示。

在上面我們提過，AES加密算法的CBC模式采用密鑰和偏移量的方式對數(shù)據(jù)進行加密，所以我們首先定義幾個公共的參數(shù)，包括原始數(shù)據(jù)、密鑰、偏移量和AES的CBC模式，代碼如下所示：

a = '''{'name':'州的先生','url':'zmister.com','desc':'編程應(yīng)用實戰(zhàn)'}''' # 原始數(shù)據(jù)
k = 'zmistercomzmiste'.encode('utf-8')  # 密鑰
iv = b'1234567890asdfgh'  # 偏移量
mode = AES.MODE_CBC  # 模式
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在這里，我們設(shè)置的密鑰長度為16位字符串，也就是128位字節(jié)，在AES加密算法中，密鑰的長度必須為16位字符串（128字節(jié)）、34位字符串（192字節(jié)）、32位字符串（256字節(jié)）。

接著，我們創(chuàng)建一個函數(shù)，用來對原始的數(shù)據(jù)進行加密：

# 加密數(shù)據(jù)
def cryp_str(value):
    value = value.encode('utf-8') # 對數(shù)據(jù)進行utf-8編碼
    cryptor = AES.new(k, mode, iv) # 創(chuàng)建一個新的AES實例
    length = 16
    count = len(value)
    # 如果數(shù)據(jù)長度小于密鑰長度
    if count < length:
        add = (length - count)
        # \0 backspace
        text = value + ('\0' * add).encode('utf-8')
    elif count > length:
        add = (length - (count % length))
        text = value + ('\0' * add).encode('utf-8')
    ciphertext = cryptor.encrypt(text) # 加密字符串
    print("原始加密數(shù)據(jù)：",ciphertext)
    ciphertext_hex = b2a_hex(ciphertext) # 字符串轉(zhuǎn)十六進制數(shù)據(jù)
    print("十六進制加密：",ciphertext_hex)
    ciphertext_hex_de = ciphertext_hex.decode()
    print("十六進制加密字符串：",ciphertext_hex_de)
    return ciphertext_hex_de

我們將原始數(shù)據(jù)傳入其中運行，可以得到加密后的數(shù)據(jù)，如下圖所示：

在完成使用Python對數(shù)據(jù)進行AES加密之后，我們繼續(xù)使用Python對AES加密的數(shù)據(jù)進行解密。

三、AES解密

相較于AES加密，AES解密要簡單得多。我們首先實例化一個AES類，然后將加密的十六進制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為字符串形式，接著調(diào)用AES實例的decrypt()方法對數(shù)據(jù)進行解密即可，最后再對解密的數(shù)據(jù)進行解碼，就可以得到原始的數(shù)據(jù)，其代碼如下所示：

# 解密數(shù)據(jù)
def decry_str(value):
    cryptor = AES.new(k, mode, iv) # 創(chuàng)建一個AES實例
    value_hex = a2b_hex(value) # 將十六進制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為字符串
    plain_text = cryptor.decrypt(value_hex) # 對字符串進行解密
    print("解密數(shù)據(jù)：",plain_text)
    print('解碼解密數(shù)據(jù)：',bytes.decode(plain_text).rstrip('\0'))
    return bytes.decode(plain_text).rstrip('\0')

我們將之前AES加密的數(shù)據(jù)作為參數(shù)傳入其中并運行，最后得到解密后的原始數(shù)據(jù)，如下圖所示：