一、什么叫数据加密

数据加密是指利用加密算法和秘钥将明文转变为密文的过程。常见的加密方式有 base64 RSA MD5 SHA-1，HMAC，DES/AES，ECC

二、数据加密的方式

1、单向加密

指只能加密数据而不能解密数据，这种加密方式主要是为了保证数据的完整性，常见的加密算法有MD5、sha系列等（位于python内置的hashlib模块中）。

2、对称加密

指数据加密和解密使用相同的秘钥，这种加密方式主要是为了保证数据的机密性，常见的加密算法有DES、AES（位于python第三方库pycrytodomex中）。

3、非对称加密

也叫公钥加密，指数据加密和解密使用不同的密钥，这种加密方式基本不可能被破解，主要用于身份验证等方面，常见的加密算法有DSA、RSA（位于python第三方模块rsa中）。

三、加密算法

1、单向加密算法（MD5、sha系列）不可逆

MD5加密：
MD5消息摘要算法（英语：MD5 Message-Digest Algorithm），一种被广泛使用的密码散列函数，可以产生出一个128位（16字节）的散列值（hash value），用于确保信息传输完整一致。md5加密算法是不可逆的，所以解密一般都是通过暴力穷举方法，通过网站的接口实现解密。
Python实现MD5

import hashlib
m = hashlib.md5()
m.update(str.encode("utf8"))
print(m.hexdigest())

sha加密
安全哈希算法（Secure Hash Algorithm）主要适用于数字签名标准（Digital Signature Standard DSS）里面定义的数字签名算法（Digital Signature Algorithm DSA），SHA1比MD5的安全性更强。对于长度小于2^ 64位的消息，SHA1会产生一个160位的消息摘要。

import hashlib
sha1 = hashlib.sha1()
data = 'helloword'
sha1.update(data.encode('utf-8'))
sha1_data = sha1.hexdigest()
print(sha1_data)

2、对称加密算法（AES、DES）

• 安装第三方库：
  pip install pycryptodomex -i https://pypi.douban.com/simple
  常见对称密码在 Crypto.Cipher 库下，主要有：DES DES3 AES。按照时间发展顺序是：DES->DES3->AES
  非对称密码在 Crypto.PublicKey 库下，主要有：RSA ECC DSA
  哈希密码（单向加密）在 Crypto.Hash 库下，常用的有：MD5 SHA-1 SHA-128 SHA-256
  随机数在 Crypto.Random 库下
  实用小工具在 Crypto.Util 库下
  数字签名在 Crypto.Signature 库下
• DES加密

DES是一个分组加密算法，典型的DES以64位为分组对数据加密，加密和解密用的是同一个算法。它的密钥长度是56位（因为每个第8 位都用作奇偶校验），密钥可以是任意的56位的数，而且可以任意时候改变。

from Cryptodome.Cipher import DESkey = b'88888888'
data = "Good Good Study! Day Day Up!"
count = 8 - (len(data) % 8)
plaintext = data + count * "="
des = DES.new(key, DES.MODE_ECB)
ciphertext = des.encrypt(plaintext.encode())
print(ciphertext)
# b'D\xa4Z\x1dt\xba\xf3\xe8\xdbv\x1aP\x81\xe4\xe6Jx?\xfe\xf2\x0b\x82\nG\x08d\xea\xd0\t\x07vs'
plaintext = des.decrypt(ciphertext)
plaintext = plaintext[:(len(plaintext)-count)]
print(plaintext)
# b'Good Good Study! Day Day Up!'

• AES 加密

在密码学中又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES
目前使用的比较广泛，一串看不懂的字符串如果有 / 我们首先想到的是aes加密

AES 只是个基本算法，实现 AES 有几种模式，主要有 ECB、CBC、CFB 和 OFB 这几种（其实还有个 CTR）。本章主要介绍最常用的 ECB 和 CBC 模式。
AES为分组密码，分组密码也就是把明文分成一组一组的，每组长度相等，每次加密一组数据，直到加密完整个明文。在AES标准规范中，分组长度只能是128位，也就是说，每个分组为16个字节（每个字节8位）。密钥的长度可以使用128位、192位或256位。密钥的长度不同，推荐加密轮数也不同。
AESECB模式加密方法Python实现****

from Crypto.Cipher import AES
import base64BLOCK_SIZE = 16  # Bytes
pad = lambda s: s + (BLOCK_SIZE - len(s) % BLOCK_SIZE) * \chr(BLOCK_SIZE - len(s) % BLOCK_SIZE)
unpad = lambda s: s[:-ord(s[len(s) - 1:])]def aesEncrypt(key, data):'''AES的ECB模式加密方法:param key: 密钥:param data:被加密字符串（明文）:return:密文'''key = key.encode('utf8')# 字符串补位data = pad(data)cipher = AES.new(key, AES.MODE_ECB)# 加密后得到的是bytes类型的数据，使用Base64进行编码,返回byte字符串result = cipher.encrypt(data.encode())encodestrs = base64.b64encode(result)enctext = encodestrs.decode('utf8')print(enctext)return enctext
def aesDecrypt(key, data):''':param key: 密钥:param data: 加密后的数据（密文）:return:明文'''key = key.encode('utf8')data = base64.b64decode(data)cipher = AES.new(key, AES.MODE_ECB)# 去补位text_decrypted = unpad(cipher.decrypt(data))text_decrypted = text_decrypted.decode('utf8')print(text_decrypted)return text_decryptedif __name__ == '__main__':key = '5c44c819appsapi0'data = 'herish acorn'ecdata = aesEncrypt(key, data)aesDecrypt(key, ecdata)

AESCBC模式加密方法Python实现****

from Crypto.Cipher  import AES
import base64# 密钥（key）, 密斯偏移量（iv） CBC模式加密
BLOCK_SIZE = 16  # Bytes
pad = lambda s: s + (BLOCK_SIZE - len(s) % BLOCK_SIZE) * \chr(BLOCK_SIZE - len(s) % BLOCK_SIZE)
unpad = lambda s: s[:-ord(s[len(s) - 1:])]vi = '0102030405060708'  # 偏移量def AES_Encrypt(key, data):data = pad(data)# 字符串补位cipher = AES.new(key.encode('utf8'), AES.MODE_CBC, vi.encode('utf8'))encryptedbytes = cipher.encrypt(data.encode('utf8'))# 加密后得到的是bytes类型的数据，使用Base64进行编码,返回byte字符串encodestrs = base64.b64encode(encryptedbytes)# 对byte字符串按utf-8进行解码enctext = encodestrs.decode('utf8')return enctextdef AES_Decrypt(key, data):data = data.encode('utf8')encodebytes = base64.decodebytes(data)# 将加密数据转换位bytes类型数据cipher = AES.new(key.encode('utf8'), AES.MODE_CBC, vi.encode('utf8'))text_decrypted = cipher.decrypt(encodebytes)# 去补位text_decrypted = unpad(text_decrypted)text_decrypted = text_decrypted.decode('utf8')print(text_decrypted)return text_decryptedif __name__ == '__main__':key = '5c44c819appsapi0'data = 'herish acorn'enctext = AES_Encrypt(key, data)print(enctext)AES_Decrypt(key, enctext)

3、非对称加密算法（RSA、DSA）

• 安装第三方库：
  pip install rsa -i https://pypi.douban.com/simple

RSA加密算法是一种非对称加密算法。在公开密钥加密和电子商业中RSA被广泛使用。它被普遍认为是目前最优秀的公钥方案之一。RSA是第一个能同时用于加密和数字签名的算法，它能够抵抗到目前为止已知的所有密码攻击。

加密和解密使用不同的秘钥。 一把作为公开的公钥，另一把作为私钥。这对密钥中的公钥进行加密，私钥用于解密。 事实上，公钥加密算法很少用于数据加密，它通常只是用来做身份认证，因为它的密钥太长，加密速度太慢–公钥加密算法的速度甚至比对称加密算法的速度慢上3个数量级（1000倍）。

import rsa
# 返回 公钥加密、私钥解密
public_key, private_key = rsa.newkeys(1024)
print(public_key)
# PublicKey(115358647593237027749555219330290547595292720354379729059572469455025379115527291514465303947468690370446593609121177089794716265226101498361786298396410892325533861129676356325971818358112602498513419680609056457389715318966834362898086552554130435425753061655286667511557573410756120684188042377774434444807, 65537)
print(private_key)
# PrivateKey(115358647593237027749555219330290547595292720354379729059572469455025379115527291514465303947468690370446593609121177089794716265226101498361786298396410892325533861129676356325971818358112602498513419680609056457389715318966834362898086552554130435425753061655286667511557573410756120684188042377774434444807, 65537, 111285529956928522901721617280604228002764723117703733926382810265271061290888840676549733913221737511493431004615227720952917381576663793443813612330045581626681883557204892676718975967265771623672679503776812616315334112382868415864141371197836942710738341439472967902074841400226409659228441303650822610777, 
# 38470842708546405208704625508367712891471208299333441783981501073550023095274000403563916879641908231011170773153102126825952183163444780110955065002626432268349573, 2998599444966402616240989100234166167805477168671480027322013770416359562366030923233399853472241710845190991402502764232214027989568380839340059)
plaintext = b"15863274538"
ciphertext = rsa.encrypt(plaintext, public_key)
print(ciphertext)
# b'\x04\xb3ri\x1e\nA\xfb\x94\xff\xde{HtNw\xd4Q{\xdeRJ\xe0Fwl\x97kL\xde\xe6m\xc1\x8f\xd4\t\x96=\xb62\xad\x02\xfe\xeb4\xb4i\x8f\x9e\x0fp\x10\xbe\x8fiNrrUB\xbc\xe3\x87Q-\xe2\xa5\x86\xd9\x0b6,.\x90\xa1\xa6\x80\xf3\xaa\xcc\xdf7!\xdcp\xea\x0eE_?$\x8b\xcd\xb2\xca\x18\xf9e\xb5\x9b^\x84CcU\xe5.\xaeeFlz\xdeh\xb8\xa3D\xcb\xb6\xd5\x02\xe38\x98\xc80#Q'
plaintext = rsa.decrypt(ciphertext, private_key)
print(plaintext)
# b'15863274538'# 私钥加签、公钥验签
plaintext = b"15863274538"
sign_message = rsa.sign(plaintext, private_key, "MD5")
plaintext = b"15863274538"
method = rsa.verify(b"15863274532", sign_message, public_key)
print(method)
# rsa.pkcs1.VerificationError: Verification failed

4、补充算法（base64）

目前Base64已经成为网络上常见的传输8Bit字节代码的编码方式之一。在做支付系统时，系统之间的报文交互都需要使用Base64对明文进行转码，然后再进行签名或加密，之后再进行（或再次Base64）传输。Base64在URL、Cookie、网页传输少量二进制文件中也有相应的使用。

复制代码
from base64 import b64encode, b64decodeplaintext = "我的银行卡密码是020012"
ciphertext = b64encode(plaintext.encode())
print(ciphertext)
# b'5oiR55qE6ZO26KGM5Y2h5a+G56CB5pivMDIwMDEy'
plaintext = b64decode(ciphertext)
print(plaintext)
# b'\xe6\x88\x91\xe7\x9a\x84\xe9\x93\xb6\xe8\xa1\x8c\xe5\x8d\xa1\xe5\xaf\x86\xe7\xa0\x81\xe6\x98\xaf020012'
print(plaintext.decode())
# 我的银行卡密码是020012