# python实现AES/DES/RSA/MD5/SM2/SM4/3DES加密算法模板汇总

2020/11/18 14:06

都是作者累积的,且看其珍惜,大家可以尽量可以保存一下,如果转载请写好出处https://www.cnblogs.com/pythonywy

## 一.md5加密

### 1.简介

这是一种使用非常广泛的加密方式，不可逆的,常见16位和32位一般都是md5

import hashlib

data = '你好'
print(hashlib.md5(data.encode(encoding="UTF-8")).hexdigest())  #32位
print(hashlib.md5(data.encode(encoding="UTF-8")).hexdigest()[8:-8])  #16位


## 二.RSA加密

### 1.简介

非对称加密算法,也就是比较常见的公钥私钥加密,可逆的

### 2.指数和模加密无填充-模板一

import rsa
#模
m = "ae068c2039bd2d82a529883f273cf20a48e0b6faa564e740402375a9cb332a029b8492ae342893d9c9d53d94d3ab8ae95de9607c2e03dd46cebe211532810b73cc764995ee61ef435437bcddb3f4a52fca66246dbdf2566dd85fbc4930c548e7033c2bcc825b038e8dd4b3553690e0c438bbd5ade6f5a476b1cbc1612f5d501f"
#指数
e = '10001'
#加密参数
message = '123456'

class Encrypt(object):
def __init__(self, e, m):
self.e = e
self.m = m

def encrypt(self, message):
mm = int(self.m, 16)
ee = int(self.e, 16)
rsa_pubkey = rsa.PublicKey(mm, ee)
crypto = self._encrypt(message.encode(), rsa_pubkey)
return crypto.hex()

def _pad_for_encryption(self, message, target_length):
message = message[::-1]
max_msglength = target_length - 11
msglength = len(message)

padding = b''
padding_length = target_length - msglength - 3

for i in range(padding_length):
padding += b'\x00'

return b''.join([b'\x00\x00', padding, b'\x00', message])

def _encrypt(self, message, pub_key):
keylength = rsa.common.byte_size(pub_key.n)
padded = self._pad_for_encryption(message, keylength)

payload = rsa.transform.bytes2int(padded)
encrypted = rsa.core.encrypt_int(payload, pub_key.e, pub_key.n)
block = rsa.transform.int2bytes(encrypted, keylength)

return block

if __name__ == '__main__':
en = Encrypt(e, m)
print(en.encrypt(message))


### 3.指数和模加密无填充-模板二

import codecs

def rsa_encrypt(content):
public_exponent = '010001'
public_modulus = 'ae068c2039bd2d82a529883f273cf20a48e0b6faa564e740402375a9cb332a029b8492ae342893d9c9d53d94d3ab8ae95de9607c2e03dd46cebe211532810b73cc764995ee61ef435437bcddb3f4a52fca66246dbdf2566dd85fbc4930c548e7033c2bcc825b038e8dd4b3553690e0c438bbd5ade6f5a476b1cbc1612f5d501f'

content = content[::-1]
rsa = int(codecs.encode(content.encode('utf-8'), 'hex_codec'),
16) ** int(public_exponent, 16) % int(public_modulus, 16)
# 把10进制数rsa转为16进制（'x'表示16进制），再取前256位，不够的在最前面补0
return format(rsa, 'x').zfill(256)


### 4.指数和模加密无填充-模板三

import math
if __name__ == '__main__':
# 实为16进制串，前补0
e = ''
# m也需要补00
m = '008eb933413be3234dddd2730fbb1d05c8848a43d5dc3bdd997f2a9935fba6beb9ffb36854482b0b46cf7e6f9afbbe2e2e7d606fde20bec57dbf722e7985192e8813e6b67628a6f202cf655b7d2ffce4e9dc682dd6034ae706c8e255f25e4051b9ca43f25b3ad686aac9c8f6aeb71d921c13a255c806f78a5a7b9a356c2dd274e3'
m = int.from_bytes(bytearray.fromhex(m), byteorder='big')
e = int.from_bytes(bytearray.fromhex(e), byteorder='big')
# js加密为反向，为保持一致原文应反向处理，所以这里原文实际为204dowls
plaintext = 'slwod402'.encode('utf-8')
# 无填充加密逻辑
input_nr = int.from_bytes(plaintext, byteorder='big')
crypted_nr = pow(input_nr, e, m)
keylength = math.ceil(m.bit_length() / 8)
crypted_data = crypted_nr.to_bytes(keylength, byteorder='big')
print(crypted_data.hex())


### 5.指数和模加密有填充

from cryptography.hazmat.backends import default_backend
from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import rsa
from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import padding
import base64
import binascii

"""

"""

def data_encrypt(text):
"""
RSA 加密
:param text:    加密前内容
:return:        加密后内容
"""
# 判断系统,加载指定模块
public_exponent = int("010001",16)  #指数
print(public_exponent)
public_modulus=int('B23322F080BD5876C0735D585D25C7BC409F637237B07744D27FBF39FB100ABE59DF380EA6BFCDF28C286E7A0CD95BE87F6099F8F39B0E97D9782C3D33FCFB80D43D2F22A9D9417ECFD1A0B8421DEE1CD4B323E8078336E77419A97F94E60A90CA06551202F63819FC8E73425F06ECA4C05BBF8CA32366240A6C36CA61D85019',16) #模
# content = 'leadeon' + text + time.strftime("%Y%m%d%H%M%S", time.localtime())
content = text
max_length = 117
# public_key = serialization.load_pem_public_key(key, backend=default_backend())
public_key = rsa.RSAPublicNumbers(public_exponent, public_modulus).public_key(default_backend())
data = b''
for i in range(0, len(content), max_length):
data += public_key.encrypt(content[i: i + max_length].encode(),
padding.PKCS1v15())
data = base64.b64encode(data).decode()
#data =binascii.b2a_hex(data).decode()  hex输出
return data


### 6.公钥加密

# 公钥加密
import base64
import rsa
from Crypto.PublicKey import RSA

def encryptPassword(data, publicKeyStr):
'''
data:内容
publicKeyStr:不需要-----BEGIN PUBLIC KEY-----开头，-----END PUBLIC KEY-----结尾的格式,只要中间部分即可
key_encoded:不需要-----BEGIN PUBLIC KEY-----开头，-----END PUBLIC KEY-----结尾的格式
'''
key_encoded='''-----BEGIN PUBLIC KEY-----
MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQCdZGziIrJOlRomzh7M9qzo4ibw
QmwORcVDI0dsfUICLUVRdUN+MJ8ELd55NKsfYy4dZodWX7AmdN02zm1Gk5V5i2Vw
GVWE205u7DhtRe85W1oR9WTsMact5wuqU6okJd2GKrEGotgd9iuAJm90N6TDeDZ4
KHEvVEE1yTyvrxQgkwIDAQAB
-----END PUBLIC KEY-----'''
# 1、base64解码
publicKeyBytes = base64.b64decode(publicKeyStr.encode())
# 3、生成publicKey对象
key = RSA.import_key(publicKeyBytes)
#key = RSA.import_key(key_encoded)
# 4、对原密码加密
encryptPassword = rsa.encrypt(data.encode(), key)
return base64.b64encode(encryptPassword).decode()


## 三.DES

### 1.简介

这是一个分组加密算法，解密和加密是同一个算法,可逆的

### 2.DES加密与解密以及hex输出和bs64格式输出

import pyDes
import base64

Key = "12345678"  #加密的key

Iv = None   #偏移量

def bytesToHexString(bs):
'''
bytes转16进制
'''
return ''.join(['%02X ' % b for b in bs])
def hexStringTobytes(str):
'''16进制转bytes'''
str = str.replace(" ", "")
return bytes.fromhex(str)

# 加密
def encrypt_str(data):
# 加密方法
#padmode填充方式
#pyDes.ECB模式
method = pyDes.des(Key, pyDes.ECB, Iv, pad=None, padmode=pyDes.PAD_PKCS5)
# 执行加密码 hex输出
k = method.encrypt(data)
data = bytesToHexString(k).replace(' ','')
#bs64手粗
#data =base64.b64encode(k)
return data

# 解密
def decrypt_str(data):
method = pyDes.des(Key, pyDes.ECB, Iv, pad=None, padmode=pyDes.PAD_PKCS5)
k =hexStringTobytes(data)
#bs64
#k = base64.b64decode(data)
return method.decrypt(k)

Encrypt = encrypt_str("aaa")
print(Encrypt)
Decrypt = decrypt_str(Encrypt)
print(Decrypt)


## 四.3des

### 代码模板

import hashlib, base64
import json
from cryptography.hazmat.primitives.padding import PKCS7
from cryptography.hazmat.primitives.ciphers import algorithms
from Crypto.Cipher import DES3

def pkcs7padding(text):
"""
明文使用PKCS7填充
最终调用DES3加密方法时，传入的是一个byte数组，要求是16的整数倍，因此需要对明文进行处理
:param text: 待加密内容(明文)
:return:
"""
bs = DES3.block_size  # 16
length = len(text)
bytes_length = len(bytes(text, encoding='utf-8'))
# tips：utf-8编码时，英文占1个byte，而中文占3个byte
padding_size = length if (bytes_length == length) else bytes_length
padding = bs - padding_size % bs
# tips：chr(padding)看与其它语言的约定，有的会使用'\0'
padding_text = chr(padding) * padding
return text + padding_text

def pkcs7_unpad(content):
"""
解密时候用
:param content:
:return:
"""
if not isinstance(content, bytes):
content = content.encode()
pad = PKCS7(algorithms.DES3.block_size).unpadder()
pad_content = pad.update(content) + pad.finalize()
return pad_content

def encrypt(key, content):
"""
DES3加密
key,iv使用同一个
模式cbc
填充pkcs7
:param key: 密钥
:param content: 加密内容
:return:
"""
key_bytes = bytes(key, encoding='utf-8')
iv = key_bytes
cipher = DES3.new(key_bytes, DES3.MODE_ECB)
# 处理明文
content_padding = pkcs7padding(content)
# 加密
encrypt_bytes = cipher.encrypt(bytes(content_padding, encoding='utf-8'))
# 重新编码
result = str(base64.b64encode(encrypt_bytes), encoding='utf-8')
return result

def decrypt(key,text):
key_bytes = bytes(key, encoding='utf-8')
iv = key_bytes
cryptos = DES3.new(key_bytes, DES3.MODE_ECB)
data = cryptos.decrypt(text)
return json.loads(pkcs7_unpad(data))


## 五.AES加密

### 1.简介

和DES差不多,可逆的

### 2.AES_ECB_pkcs5padding(该模板不兼容中文)

from Crypto.Cipher import AES
import base64

class Aes_ECB(object):
def __init__(self):
self.key = 'XXXXXXXXXXX'  #秘钥
self.MODE = AES.MODE_ECB
self.BS = AES.block_size
self.pad = lambda s: s + (self.BS - len(s) % self.BS) * chr(self.BS - len(s) % self.BS)
self.unpad = lambda s: s[0:-ord(s[-1])]

# str不是16的倍数那就补足为16的倍数
def add_to_16(value):
while len(value) % 16 != 0:
value += '\0'
return str.encode(value)  # 返回bytes

def AES_encrypt(self, text):
aes = AES.new(Aes_ECB.add_to_16(self.key), self.MODE)  # 初始化加密器
encrypted_text = str(base64.encodebytes(aes.encrypt(Aes_ECB.add_to_16(self.pad(text)))),
encoding='utf-8').replace('\n', '')  # 这个replace大家可以先不用，然后在调试出来的结果中看是否有'\n'换行符
# 执行加密并转码返回bytes
return encrypted_text


### 3.AES_ECB_pkcs7padding(支持中文)

import hashlib, base64
from Crypto.Cipher import AES
from cryptography.hazmat.primitives.padding import PKCS7
from cryptography.hazmat.primitives.ciphers import algorithms

def pkcs7padding(text):
"""
明文使用PKCS7填充
最终调用AES加密方法时，传入的是一个byte数组，要求是16的整数倍，因此需要对明文进行处理
:param text: 待加密内容(明文)
:return:
"""
bs = AES.block_size  # 16
length = len(text)
bytes_length = len(bytes(text, encoding='utf-8'))
# tips：utf-8编码时，英文占1个byte，而中文占3个byte
padding_size = length if (bytes_length == length) else bytes_length
padding = bs - padding_size % bs
# tips：chr(padding)看与其它语言的约定，有的会使用'\0'
padding_text = chr(padding) * padding
return text + padding_text

def pkcs7_unpad(content):
"""
解密时候用
:param content:
:return:
"""
if not isinstance(content, bytes):
content = content.encode()
pad = PKCS7(algorithms.AES.block_size).unpadder()
pad_content = pad.update(content) + pad.finalize()
return pad_content

def encrypt(key, content):
"""
AES加密
key,iv使用同一个
模式cbc
填充pkcs7
:param key: 密钥
:param content: 加密内容
:return:
"""
key_bytes = bytes(key, encoding='utf-8')
iv = key_bytes
cipher = AES.new(key_bytes, AES.MODE_ECB)
# 处理明文
content_padding = pkcs7padding(content)
# 加密
encrypt_bytes = cipher.encrypt(bytes(content_padding, encoding='utf-8'))
# 重新编码
result = str(base64.b64encode(encrypt_bytes), encoding='utf-8')
return result

def decrypt(key,text):
key_bytes = bytes(key, encoding='utf-8')
iv = key_bytes
cryptos = AES.new(key_bytes, AES.MODE_ECB)
data = cryptos.decrypt(text)
return json.loads(pkcs7_unpad(data))


### 4.识别是AES_128\192\256怎么识别

根据key的长度进行识别
128 16位
192 24位
256 32位
#基本上不足的部分都是以0进行填充


### 5.ECB和CBC在代码实现上的区别

CBC相比ECB多一个偏移量,至于其他地方代码区别不大


## 六.SM2/SM4

### GMSSL模块介绍

GmSSL是一个开源的加密包的python实现，支持SM2/SM3/SM4等国密(国家商用密码)算法、项目采用对商业应用友好的类BSD开源许可证，开源且可以用于闭源的商业应用。

### 安装模块

pip install gmssl
#https://github.com/duanhongyi/gmssl/blob/master/README.md官方文档


### SM2算法

RSA算法的危机在于其存在亚指数算法，对ECC算法而言一般没有亚指数攻击算法 SM2椭圆曲线公钥密码算法：我国自主知识产权的商用密码算法，是ECC（Elliptic Curve Cryptosystem）算法的一种，基于椭圆曲线离散对数问题，计算复杂度是指数级，求解难度较大，同等安全程度要求下，椭圆曲线密码较其他公钥算法所需密钥长度小很多。

gmssl是包含国密SM2算法的Python实现， 提供了 encryptdecrypt等函数用于加密解密， 用法如下：

#### 1. 初始化CryptSM2

import base64
import binascii
from gmssl import sm2, func
#16进制的公钥和私钥
private_key = '00B9AB0B828FF68872F21A837FC303668428DEA11DCD1B24429D0C99E24EED83D5'
public_key = 'B9C9A6E04E9C91F7BA880429273747D7EF5DDEB0BB2FF6317EB00BEF331A83081A6994B8993F3F5D6EADDDB81872266C87C018FB4162F5AF347B483E24620207'
sm2_crypt = sm2.CryptSM2(
public_key=public_key, private_key=private_key)


#### 2. encrypt和decrypt

#数据和加密后数据为bytes类型
data = b"111"
enc_data = sm2_crypt.encrypt(data)
dec_data =sm2_crypt.decrypt(enc_data)
assert dec_data == data


#### 3.sign和verify

data = b"111" # bytes类型
random_hex_str = func.random_hex(sm2_crypt.para_len)
sign = sm2_crypt.sign(data, random_hex_str) #  16进制
assert sm2_crypt.verify(sign, data) #  16进制


### SM4算法

gmssl是包含国密SM4算法的Python实现， 提供了 encrypt_ecbdecrypt_ecbencrypt_cbcdecrypt_cbc等函数用于加密解密， 用法如下：

#### 1. 初始化CryptSM4

from gmssl.sm4 import CryptSM4, SM4_ENCRYPT, SM4_DECRYPT

key = b'3l5butlj26hvv313'
value = b'111' #  bytes类型
iv = b'\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00' #  bytes类型
crypt_sm4 = CryptSM4()


#### 2. encrypt_ecb和decrypt_ecb

crypt_sm4.set_key(key, SM4_ENCRYPT)
encrypt_value = crypt_sm4.crypt_ecb(value) #  bytes类型
crypt_sm4.set_key(key, SM4_DECRYPT)
decrypt_value = crypt_sm4.crypt_ecb(encrypt_value) #  bytes类型
assert value == decrypt_value


#### 3. encrypt_cbc和decrypt_cbc

crypt_sm4.set_key(key, SM4_ENCRYPT)
encrypt_value = crypt_sm4.crypt_cbc(iv , value) #  bytes类型
crypt_sm4.set_key(key, SM4_DECRYPT)
decrypt_value = crypt_sm4.crypt_cbc(iv , encrypt_value) #  bytes类型
assert value == decrypt_value


## 七.其他不怎么需要模板的加密

### 1.base64加密

import base64   #base64也是用来加密的，但是这个是可以解密的
s = "password"
print(base64.b64encode(s.encode()) )  #加密


### 2.uuid

#有时候你会看到一些比如xxxx-xxxx-xxx-xxx误以为是加密其实很多是uuid模块自动生成的

python的uuid模块提供UUID类和函数uuid1(), uuid3(), uuid4(), uuid5()

1.uuid.uuid1([node[, clock_seq]])

2.uuid.uuid3(namespace, name)

3.uuid.uuid4()

4.uuid.uuid5(namespace, name)



### 3.md5加盐

import hashlib

#注意加密顺序
m=hashlib.md5('加密内容'.encode('utf8'))
m.update(b"盐")
sign = m.hexdigest()


### 4.字符串和16进制字符串之间转换

import binascii

binascii.b2a_hex('字符串'.encode())  输出b'e5ad97e7aca6e4b8b2'
binascii.a2b_hex('e5ad97e7aca6e4b8b2').decode()   输出 '字符串'


### 5.HmacSHA256加密算法

from hashlib import sha256
import hmac

def get_sign(data, key):
key = key.encode('utf-8')
message = data.encode('utf-8')
sign = base64.b64encode(hmac.new(key, message, digestmod=sha256).digest())
sign = str(sign, 'utf-8')
print(sign)
return sign


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