Python如何玩转加密？

密码学俱乐部的何玩一条规则是：永远不要自己发明密码系统。密码学俱乐部的转加第二条规则是：永远不要自己实现密码系统：在现实世界中，在实现以及设计密码系统阶段都找到过许多漏洞。何玩

Python 中的转加一个有用的基本加密库就叫做 cryptography 。它既是何玩一个“安全”方面的基础库，也是转加一个“危险”层。“危险”层需要更加小心和相关的何玩知识，并且使用它很容易出现安全漏洞。转加在这篇介绍性文章中，何玩我们不会涵盖“危险”层中的转加任何内容!

cryptography 库中最有用的高级安全功能是一种 Fernet 实现。Fernet 是何玩一种遵循实践的加密缓冲区的标准。它不适用于非常大的转加文件，如千兆字节以上的何玩文件，亿华云计算因为它要求你一次加载要加密或解密的转加内容到内存缓冲区中。

Fernet 支持 对称(symmetric)(即 密钥(secret key))加密方式*：加密和解密使用相同的何玩密钥，因此必须保持安全。

生成密钥很简单：

>>> k = fernet.Fernet.generate_key()  >>> type(k)  <class bytes> 

这些字节可以写入有适当权限的文件，在安全的机器上。

有了密钥后，加密也很容易：

>>> frn = fernet.Fernet(k)  >>> encrypted = frn.encrypt(b"x marks the spot")  >>> encrypted[:10]  bgAAAAABb1 

如果在你的机器上加密，你会看到略微不同的值。不仅因为(我希望)你生成了和我不同的密钥，而且因为 Fernet 将要加密的值与一些随机生成的缓冲区连接起来。这是我之前提到的“实践”之一：它将阻止对手分辨哪些加密值是相同的。

解密同样简单：

>>> frn = fernet.Fernet(k)  >>> frn.decrypt(encrypted)  bx marks the spot 

请注意，这仅加密和解密字节串。为了加密和解密文本串，通常需要对它们使用 UTF-8 进行编码和解码。

20 世纪中期密码学最有趣的进展之一是服务器托管 公钥(public key)加密。它可以在发布加密密钥的同时而让解密密钥保持保密。例如，它可用于保存服务器使用的 API 密钥：服务器是可以访问解密密钥的一方，但是任何人都可以保存公共加密密钥。

虽然 cryptography 没有任何支持公钥加密的安全功能，但 PyNaCl 库有。PyNaCl 封装并提供了一些很好的方法来使用 Daniel J. Bernstein 发明的 NaCl 加密系统。

NaCl 始终同时 加密(encrypt)和 签名(sign)或者同时 解密(decrypt)和 验证签名(verify signature)。这是一种防止 基于可伸缩性(malleability-based)的方法，其中不法分子会修改加密值。

加密是使用公钥完成的，而签名是使用密钥完成的：

>>> from nacl.public import PrivateKey, PublicKey, Box  >>> source = PrivateKey.generate()  >>> with open("target.pubkey", "rb") as fpin:  ... target_public_key = PublicKey(fpin.read())  >>> enc_box = Box(source, target_public_key)  >>> result = enc_box.encrypt(b"x marks the spot")  >>> result[:4]  b\xe2\x1c0\xa4 

解密颠倒了角色：它需要私钥进行解密，需要公钥验证签名：

>>> from nacl.public import PrivateKey, PublicKey, Box  >>> with open("source.pubkey", "rb") as fpin: ... source_public_key = PublicKey(fpin.read())  >>> with open("target.private_key", "rb") as fpin:  ... target = PrivateKey(fpin.read())  >>> dec_box = Box(target, source_public_key)  >>> dec_box.decrypt(result)  bx marks the spot 

 PocketProtector 库构建在 PyNaCl 之上，包含完整的密钥管理方案。源码库