今天为大家介绍一个在 Python 中用于加密和解密操作的库——cryptography，它提供了多种加密算法和工具，帮助开发者实现数据保护、身份验证和加密通信等功能。该库涵盖了对称加密、非对称加密、哈希算法、消息认证码（MAC）等基本加密技术，适用于各种安全应用场景。要使用 cryptography 库，首先需要安装它。可以通过以下命令安装：pip install cryptography
cryptography 提供了多种模式（如 CBC、GCM 等）。from cryptography.hazmat.primitives.ciphers import Cipher, algorithms, modesfrom cryptography.hazmat.backends import default_backendfrom cryptography.hazmat.primitives import paddingimport oskey = os.urandom(32) iv = os.urandom(16) cipher = Cipher(algorithms.AES(key), modes.CBC(iv), backend=default_backend())encryptor = cipher.encryptor()data = b"Hello, World!"padder = padding.PKCS7(128).padder()padded_data = padder.update(data) + padder.finalize()ciphertext = encryptor.update(padded_data) + encryptor.finalize()print(f"Ciphertext: {ciphertext}")
非对称加密使用一对公钥和私钥。常用于数字签名和安全密钥交换。from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import rsafrom cryptography.hazmat.primitives import hashesfrom cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import paddingprivate_key = rsa.generate_private_key(public_exponent=65537, key_size=2048)public_key = private_key.public_key()message = b"Encrypt this message"ciphertext = public_key.encrypt( message, padding.OAEP( mgf=padding.MGF1(algorithm=hashes.SHA256()), algorithm=hashes.SHA256(), label=None ))plaintext = private_key.decrypt( ciphertext, padding.OAEP( mgf=padding.MGF1(algorithm=hashes.SHA256()), algorithm=hashes.SHA256(), label=None ))print(f"Decrypted message: {plaintext}")
哈希算法通常用于验证数据完整性。SHA-256 是一种常见的哈希算法。from cryptography.hazmat.primitives import hashesdigest = hashes.Hash(hashes.SHA256())data = b"Hello, World!"digest.update(data)hash_value = digest.finalize()print(f"SHA-256 Hash: {hash_value.hex()}")
Fernet 是一个提供安全对称加密的方案，它简化了密钥管理，内置了加密和认证功能。from cryptography.fernet import Fernetkey = Fernet.generate_key()cipher = Fernet(key)data = b"Secret message"ciphertext = cipher.encrypt(data)plaintext = cipher.decrypt(ciphertext)print(f"Decrypted message: {plaintext.decode()}")
ECDSA 是一种基于椭圆曲线密码学的数字签名算法，提供了更高效的签名生成和验证方法。from cryptography.hazmat.primitives import hashesfrom cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import ecprivate_key = ec.generate_private_key(ec.SECP256R1(), default_backend())public_key = private_key.public_key()message = b"Important message"signature = private_key.sign(message, hashes.SHA256())try: public_key.verify(signature, message, hashes.SHA256()) print("Signature is valid!")except Exception as e: print(f"Signature verification failed: {e}")
将文件加密存储，并通过安全的方式进行解密，确保数据隐私。def encrypt_file(file_path, key): cipher = Fernet(key) with open(file_path, "rb") as file: data = file.read() encrypted_data = cipher.encrypt(data) with open(file_path + ".enc", "wb") as enc_file: enc_file.write(encrypted_data)def decrypt_file(file_path, key): cipher = Fernet(key) with open(file_path, "rb") as enc_file: encrypted_data = enc_file.read() decrypted_data = cipher.decrypt(encrypted_data) with open(file_path.replace(".enc", ".dec"), "wb") as dec_file: dec_file.write(decrypted_data)
使用哈希和盐值（Salt）技术来安全存储用户密码。from cryptography.hazmat.primitives import hashesfrom cryptography.hazmat.primitives.kdf.pbkdf2 import PBKDF2HMACimport osdef hash_password(password): salt = os.urandom(16) kdf = PBKDF2HMAC( algorithm=hashes.SHA256(), length=32, salt=salt, iterations=100000 ) hashed_password = kdf.derive(password.encode()) return salt + hashed_passworddef verify_password(stored_password, password): salt = stored_password[:16] stored_hash = stored_password[16:] kdf = PBKDF2HMAC( algorithm=hashes.SHA256(), length=32, salt=salt, iterations=100000 ) kdf.verify(password.encode(), stored_hash)
cryptography 库为 Python 提供了强大的加密支持，涵盖了对称加密、非对称加密、哈希、签名、消息认证码等基本加密技术。它既有高层接口，便于快速集成，又有低层接口，适合需要更高控制的场景。随着安全性需求的提升，cryptography 是开发安全应用不可或缺的工具之一。本文详细介绍了 cryptography 库的安装方法、基本用法和高级功能，以及实际应用场景。
希望通过本文大家能够全面了解和熟练使用 cryptography 库，在实际项目中充分发挥其优势。今天的 Python 学习之旅就到这里啦！记得多多实践哦～有任何问题，随时在评论区留言。
