Python密码学基础 Python加密算法库实战-Python教程-PHP中文网

Python密码学基础 Python加密算法库实战

冰火之心

发布： 2025-06-08 09:51:01

原创

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python在密码学领域常用场景包括对称加密、哈希处理和非对称加密。1.使用cryptography库实现aes-gcm对称加密，可加密和解密数据，需注意nonce唯一性和密钥保密；2.用hashlib结合salt及bcrypt实现安全密码存储，避免使用md5或sha-1；3.通过pycryptodome进行rsa非对称加密，适合小数据加密和数字签名，私钥必须严格保密。这些方法覆盖了常见需求，推荐使用成熟库并遵循最佳实践以确保安全性。

Python密码学基础 Python加密算法库实战

Python 在密码学领域的应用非常广泛，尤其适合用来实现加密、解密、签名和验证等操作。如果你是刚接触这个方向的开发者，可能会对 Python 提供哪些加密库、怎么用它们做基本的加解密感到有点迷茫。其实只要掌握几个常用库和使用方式，就能快速上手实战。

下面从几个实际场景出发，说说你最可能需要用到的几种情况和做法。

使用 cryptography 做对称加密（AES）

在很多场景下，我们只需要用一个密钥来加密和解密数据，这时候对称加密是最直接的选择。常用的算法有 AES（高级加密标准），而 Python 的 cryptography 库就很好地支持它。

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举个例子：你想把一段文本加密后保存到文件或数据库里，之后还能还原回来。

安装方法：pip install cryptography
推荐使用 AES-GCM 模式，因为它不仅加密还带认证，防止数据被篡改

from cryptography.hazmat.primitives.ciphers.aead import AESGCM
import os

key = AESGCM.generate_key(bit_length=256)
aesgcm = AESGCM(key)
nonce = os.urandom(12)  # 必须唯一且不可重复使用
data = b"这是要加密的数据"
encrypted = aesgcm.encrypt(nonce, data, None)
decrypted = aesgcm.decrypt(nonce, encrypted, None)

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注意点：

nonce 不能重复使用，否则会破坏安全性
加密后的数据通常需要连同 nonce 一起存储或传输，但不需要保密
密钥必须安全保管，泄露了就等于数据也泄露了

使用 hashlib 实现哈希计算与密码存储

很多时候我们不直接存储用户密码，而是存储它的哈希值。这时候就要用到像 SHA-256、SHA-3 这类哈希算法。

比如注册登录系统中，用户输入密码后，程序应该只保留它的哈希结果：

import hashlib

password = b"user_password_123"
hash_obj = hashlib.sha256(password)
print(hash_obj.hexdigest())

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更推荐的做法是加上 salt（盐值）并使用专门的密码哈希函数如 bcrypt 或 scrypt：

pip install bcrypt

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import bcrypt

password = b"mysecretpassword"
salt = bcrypt.gensalt()
hashed = bcrypt.hashpw(password, salt)
# 验证时
if bcrypt.checkpw(password, hashed):
    print("匹配")

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要点：

不要用 MD5 或 SHA-1，这些已经被证明不够安全
加盐是为了防止彩虹表攻击
选择 bcrypt、scrypt 或 argon2 更适合密码存储

使用 PyCryptodome 实现非对称加密（RSA）

当你需要一对密钥（公钥和私钥），并且希望别人用你的公钥加密信息，只有你能用私钥解密，这时候就需要非对称加密。RSA 是常见的一种方式。

安装方法：pip install pycryptodome

生成密钥对并加密：

from Crypto.PublicKey import RSA
from Crypto.Cipher import PKCS1_OAEP

key = RSA.generate(2048)
private_key = key.export_key()
public_key = key.publickey().export_key()

# 用公钥加密
cipher_rsa = PKCS1_OAEP.new(RSA.import_key(public_key))
encrypted_data = cipher_rsa.encrypt(b"Secret message")

# 用私钥解密
cipher_rsa = PKCS1_OAEP.new(RSA.import_key(private_key))
decrypted_data = cipher_rsa.decrypt(encrypted_data)

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注意事项：