【常见加密方法汇总】Python对三要素进行加密实现

阿黎逸阳

发布于 2023-09-26 08:20:24

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发布于 2023-09-26 08:20:24

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平常我们经常需要对数据进行传输，而有些敏感信息的传输需要进行加密处理，防止数据泄露。

比如姓名、手机号、身份证号(简称三要素)等的传输。

现在我们要对三方数据进行测试，需提供三要素给对方，对方反馈相应标签给我们。

此时需要对三要素进行加密，且不同的三方机构对加密方式有不同要求，需按机构的要求进行数据提供。

本文梳理出三方数据测试常见的加密方式，不管机构需要哪一种，都可以快速地实现。

一、Python中常见加密方式

Python中常见的加密方式有以下几种：

哈希加密：如MD5、SHA1、SHA256等。这种加密方式将原始数据(通常是字符串)转换为固定长度的散列值。这是一种单向过程，即一旦数据被哈希，它不能被“解密”回原始数据。
对称加密：如AES、DES等。这种加密方式使用相同的密钥进行加密和解密。
非对称加密：如RSA、DSA等。这种加密方式使用一对密钥，一个用于加密，另一个用于解密。通常，一个是公钥，可以公开分享，另一个是私钥，需要保密。
Base64编码：严格来说，Base64并不是一种加密算法，它更多是一种编码方式。但是，由于它可以将信息转换为看起来像是随机字符的字符串，所以有时被用于简单的“加密”。

本文介绍三方数据测试常用的MD5、SHA256、AES加密。

二、安装包

AES加密需安装pycryptodome包。打开cmd，安装语句如下：

pip install pycryptodome  -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

若安装成功会显示如下：

三、不同加密方式实现

1  生成三要素数据
首先生成三要素数据(纯虚构)进行测试，具体代码如下：
2   对三要素进行MD5加密
接着对三要素进行MD5加密，代码如下：
import hashlib as hb

method = 'md5'
column_list = ['姓名', '身份证号', '手机号']
df = date.copy()
for i in column_list:
    if method == 'md5':
        df[i + '_MD5'] = df[i].map(lambda x: hb.md5(str(x).encode('utf-8')).hexdigest())
    if method == 'sha256':
        df[i + '_SHA256'] = df[i].map(lambda x:hb.sha256(str(x).encode('utf-8')).hexdigest())
df
其中，method中填入想加密的方式，选md5。
column_list中填入数据框中想用method方法加密的列。
得到结果：

从结果知数据框中新增了对应加密的列。 3 对三要素进行SHA256加密接着对三要素进行SHA256加密，代码如下： import hashlib as hb method = 'sha256' column_list = ['姓名', '身份证号', '手机号'] df = date.copy() for i in column_list: if method == 'md5': df[i + '_MD5'] = df[i].map(lambda x: hb.md5(str(x).encode('utf-8')).hexdigest()) if method == 'sha256': df[i + '_SHA256'] = df[i].map(lambda x:hb.sha256(str(x).encode('utf-8')).hexdigest()) df 其中method中填入想加密的方式，选sha256。 column_list中填入数据框中想用method方法加密的列。得到结果：

从结果知数据框中新增了对应加密的列，且数据长度比MD5加密要长。经数据统计发现MD5加密后长度为32，SHA256加密后长度为64。 4 对三要素进行AES加密 AES加密最常用的模式就是ECB模式和CBC模式，俩者区别就是ECB不需要iv偏移量，而CBC需要。 1.ECB模式加密，代码如下： from Crypto.Cipher import AES password = b'1234567812345678' text = b'abcdefghijklmnop' aes = AES.new(password, AES.MODE_ECB) en_text = aes.encrypt(text) print("密文：",en_text) den_text = aes.decrypt(en_text) print("明文：",den_text) password：密钥，b表示转换密码为bytes类型。 text：需加密的内容。 aes：创建一个aes对象，指定加密模式为ECB。 aes.encrypt：对text进行加密。 aes.decrypt：对加密内容进行解密。得到结果：密文：b"^\x14\xf4nfb)\x10\xbf\xe9\xa9\xec'r\x85&" 明文：b'abcdefghijklmnop' 这里有两个需要注意的点，大家可以自行测试。注1：密钥必须为16字节或16字节倍数的字节型数据。注2：明文必须为16字节或者16字节倍数的字节型数据，如果不够16字节需要进行补全。 2.CBC模式加密，代码如下： from Crypto.Cipher import AES password = b'1234567812345678' iv = b'1234567812345678' text = b'abcdefghijklmnop' aes = AES.new(password, AES.MODE_CBC, iv) en_text = aes.encrypt(text) print("密文：",en_text) aes = AES.new(password,AES.MODE_CBC, iv) den_text = aes.decrypt(en_text) print("明文：",den_text) password：密钥，b表示转换密码为bytes类型。 iv：偏移量。 text：需加密的内容。 aes.encrypt：对text进行加密。 aes.decrypt：对加密内容进行解密。得到结果：密文：b't\xe6\xbfy\xef\xd7\x83\x11G\x95\x9d_\xcd\xab\xc7\xf8' 明文：b'abcdefghijklmnop' 3.对三要素进行aes加密首先定义加密函数，代码如下： from Crypto.Cipher import AES import base64 import binascii # 数据类 class MData(): def __init__(self, data = b"",characterSet='utf-8'): # data肯定为bytes self.data = data self.characterSet = characterSet def saveData(self,FileName): with open(FileName,'wb') as f: f.write(self.data) def fromString(self,data): self.data = data.encode(self.characterSet) return self.data def fromBase64(self,data): self.data = base64.b64decode(data.encode(self.characterSet)) return self.data def fromHexStr(self,data): self.data = binascii.a2b_hex(data) return self.data def toString(self): return self.data.decode(self.characterSet) def toBase64(self): return base64.b64encode(self.data).decode() def toHexStr(self): return binascii.b2a_hex(self.data).decode() def toBytes(self): return self.data def __str__(self): try: return self.toString() except Exception: return self.toBase64() ### 封装类 class AEScryptor(): def __init__(self,key,mode,iv = '',paddingMode= "NoPadding",characterSet ="utf-8"): ''' 构建一个AES对象 key: 秘钥，字节型数据 mode: 使用模式，只提供两种，AES.MODE_CBC, AES.MODE_ECB iv：iv偏移量，字节型数据 paddingMode: 填充模式，默认为NoPadding, 可选NoPadding，ZeroPadding，PKCS5Padding，PKCS7Padding characterSet: 字符集编码 ''' self.key = key self.mode = mode self.iv = iv self.characterSet = characterSet self.paddingMode = paddingMode self.data = "" def __ZeroPadding(self,data): data += b'\x00' while len(data) % 16 != 0: data += b'\x00' return data def __StripZeroPadding(self,data): data = data[:-1] while len(data) % 16 != 0: data = data.rstrip(b'\x00') if data[-1] != b"\x00": break return data def __PKCS5_7Padding(self,data): needSize = 16-len(data) % 16 if needSize == 0: needSize = 16 return data + needSize.to_bytes(1,'little')*needSize def __StripPKCS5_7Padding(self,data): paddingSize = data[-1] return data.rstrip(paddingSize.to_bytes(1,'little')) def __paddingData(self,data): if self.paddingMode == "NoPadding": if len(data) % 16 == 0: return data else: return self.__ZeroPadding(data) elif self.paddingMode == "ZeroPadding": return self.__ZeroPadding(data) elif self.paddingMode == "PKCS5Padding" or self.paddingMode == "PKCS7Padding": return self.__PKCS5_7Padding(data) else: print("不支持Padding") def __stripPaddingData(self,data): if self.paddingMode == "NoPadding": return self.__StripZeroPadding(data) elif self.paddingMode == "ZeroPadding": return self.__StripZeroPadding(data) elif self.paddingMode == "PKCS5Padding" or self.paddingMode == "PKCS7Padding": return self.__StripPKCS5_7Padding(data) else: print("不支持Padding") def setCharacterSet(self,characterSet): ''' 设置字符集编码 characterSet: 字符集编码 ''' self.characterSet = characterSet def setPaddingMode(self,mode): ''' 设置填充模式 mode: 可选NoPadding，ZeroPadding，PKCS5Padding，PKCS7Padding ''' self.paddingMode = mode def decryptFromBase64(self,entext): ''' 从base64编码字符串编码进行AES解密 entext: 数据类型str ''' mData = MData(characterSet=self.characterSet) self.data = mData.fromBase64(entext) return self.__decrypt() def decryptFromHexStr(self,entext): ''' 从hexstr编码字符串编码进行AES解密 entext: 数据类型str ''' mData = MData(characterSet=self.characterSet) self.data = mData.fromHexStr(entext) return self.__decrypt() def decryptFromString(self,entext): ''' 从字符串进行AES解密 entext: 数据类型str ''' mData = MData(characterSet=self.characterSet) self.data = mData.fromString(entext) return self.__decrypt() def decryptFromBytes(self,entext): ''' 从二进制进行AES解密 entext: 数据类型bytes ''' self.data = entext return self.__decrypt() def encryptFromString(self,data): ''' 对字符串进行AES加密 data: 待加密字符串，数据类型为str ''' self.data = data.encode(self.characterSet) return self.__encrypt() def __encrypt(self): if self.mode == AES.MODE_CBC: aes = AES.new(self.key,self.mode,self.iv) elif self.mode == AES.MODE_ECB: aes = AES.new(self.key,self.mode) else: print("不支持这种模式") return data = self.__paddingData(self.data) enData = aes.encrypt(data) return MData(enData) def __decrypt(self): if self.mode == AES.MODE_CBC: aes = AES.new(self.key,self.mode,self.iv) elif self.mode == AES.MODE_ECB: aes = AES.new(self.key,self.mode) else: print("不支持这种模式") return data = aes.decrypt(self.data) mData = MData(self.__stripPaddingData(data),characterSet=self.characterSet) return mData 接着调用函数对三要素进行加密，代码如下： password = b"1234567812345678" iv = b'1111111122222222' aes = AEScryptor(password, AES.MODE_CBC, iv, paddingMode= "ZeroPadding", characterSet='utf-8') df = date.copy() def str_ase(wd): wd = wd rData = aes.encryptFromString(wd) return rData.toBase64() df['姓名_ase'] = df['姓名'].apply(str_ase) df['身份证号_ase'] = df['身份证号'].apply(str_ase) df['手机号_ase'] = df['手机号'].apply(str_ase) df password：密钥，可自行更改。 iv：偏移量。 str_aes：对字符进行ase加密的函数。得到结果：

可以发现和MD5、SHA256一样，都在后面增加了aes加密的列。最后测试对aes加密的姓名进行解密，看是否和明文一致，代码如下： rData = aes.decryptFromBase64(df['姓名_ase'][0]) print("明文：",rData) 得到结果：明文：杨幂可以发现结果是一致的。

至此，Python对三要素进行加密实现已讲解完毕

一文囊括Python中的函数，持续更新。。。

一文囊括Python中的有趣案例，持续更新。。。

一文囊括Python中的数据分析与绘图，持续更新。。。

一文囊括风控模型搭建(原理+Python实现)，持续更新。。。

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原始发表：2023-09-24 18:05，如有侵权请联系?cloudcommunity@tencent.com 删除

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