Python cryptography.fernet 实现文件加密与解密教程

from cryptography.fernet import Fernet

# 生成一个 Fernet 密钥
key = Fernet.generate_key()
print(f"生成的 Fernet 密钥 (Base64编码): {key.decode()}")

# 使用生成的密钥创建 Fernet 实例
cipher = Fernet(key)

import os
from cryptography.fernet import Fernet
from cryptography.fernet import InvalidToken # 用于处理解密失败异常

def process_file_in_place(filename: str, cipher: Fernet, action: str, debug: bool = False):
    """
    对文件内容进行原地加密或解密。

    Args:
        filename (str): 要处理的文件路径。
        cipher (Fernet): Fernet 加密实例。
        action (str): 操作类型，可以是 "encrypt" 或 "decrypt"。
        debug (bool): 是否在加密后打印加密内容。
    """
    # 以二进制读写模式打开文件 (rb+ 允许读写，文件指针初始在开头)
    with open(filename, "rb+") as data_file:
        content = data_file.read() # 读取文件所有内容

        # 根据指定操作执行加密或解密
        processed_content = b""
        if action == "encrypt":
            processed_content = cipher.encrypt(content)
            if debug:
                print(f"加密后的内容 (bytes): {processed_content}")
        elif action == "decrypt":
            try:
                processed_content = cipher.decrypt(content)
                if debug:
                    print(f"解密后的内容 (bytes): {processed_content}")
            except InvalidToken:
                print(f"错误: 无法解密文件 '{filename}'。可能是密钥不匹配或数据已损坏。")
                return # 解密失败，退出函数
        else:
            raise ValueError("操作类型必须是 'encrypt' 或 'decrypt'")

        # 将文件指针移到文件开头
        data_file.seek(0)
        # 写入处理后的内容
        data_file.write(processed_content)
        # 如果新内容比旧内容短，则截断文件，确保文件大小正确
        data_file.truncate()

if __name__ == "__main__":
    test_filename = "example_data.txt"
    original_text = "Hello, world! This is a secret message that needs to be protected."

    # 1. 创建一个原始的明文文件
    with open(test_filename, "w", encoding="utf-8") as f:
        f.write(original_text)
    print(f"原始文件 '{test_filename}' 内容: {original_text}")

    # 2. 生成一个 Fernet 密钥并创建实例
    # 注意：此密钥仅用于本次运行，实际应用中需要持久化存储
    key_for_example = Fernet.generate_key()
    cipher_for_example = Fernet(key_for_example)
    print(f"生成的 Fernet 密钥 (Base64编码): {key_for_example.decode()}")

    # 3. 加密文件
    print("\n--- 执行加密 ---")
    process_file_in_place(test_filename, cipher_for_example, "encrypt", debug=True)
    with open(test_filename, "rb") as f:
        print(f"加密后文件 '{test_filename}' 的二进制内容 (部分): {f.read()[:50]}...") # 只打印前50字节

    # 4. 解密文件
    print("\n--- 执行解密 ---")
    process_file_in_place(test_filename, cipher_for_example, "decrypt")
    with open(test_filename, "r", encoding="utf-8") as f: # 解密后内容可按文本读取
        decrypted_text = f.read()
    print(f"解密后文件 '{test_filename}' 内容: {decrypted_text}")

    # 5. 验证解密内容是否与原始内容匹配
    assert decrypted_text == original_text
    print("\n验证成功：解密内容与原始内容一致。")

    # 清理测试文件
    if os.path.exists(test_filename):
        os.remove(test_filename)