python笔记43-加解密AES/CBC/pkcs7padding

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前言

有些公司对接口的安全要求比较高，传参数的时候，不会明文的传输，先对接口加密，返回的数据也加密返回。

目前比较常见的加密方式是AES/CBC/pkcs7padding。

AES五种加密模式

在AES加密时，一般使用了“AES/ECB/NoPadding”或“AES/ECB/PKCS5padding” 或 “AES/ECB/PKCS5padding” 的模式

使用AES加密的ECB模式，显式指定加密算法为：CBC或CFB模式，可带上PKCS5Padding填充。AES密钥长度最少是128位，推荐使用256位

AES-ECB模式加密在加密和解密是需要一个初始化向量(Initialization Vector, IV)，在每次加密之前或者解密之后，使用初始化向量与明文或密文异或。

分组密码有五种工作体制：

1.电码本模式（Electronic Codebook Book (ECB)）；
2.密码分组链接模式（Cipher Block Chaining (CBC)）；
3.计算器模式（Counter (CTR)）；
4.密码反馈模式（Cipher FeedBack (CFB)）；
5.输出反馈模式（Output FeedBack (OFB)）

AES算法是典型的【对称加密算法】，所谓对称加密，就是加密和解密的秘钥是一样的

JAVA加密

一般我们做接口自动化测试的时候，接口都是java写的，所以先得了解下java的加密方式。知道java对应的加密方式了，才能用python找到对应的解药！

/** * * @author ngh * AES128 算法 * * CBC 模式 * * PKCS7Padding 填充模式 * * CBC模式需要添加一个参数iv * * 介于java 不支持PKCS7Padding，只支持PKCS5Padding 但是PKCS7Padding 和 PKCS5Padding 没有什么区别 * 要实现在java端用PKCS7Padding填充，需要用到bouncycastle组件来实现 */ public class AES { // 算法名称 final String KEY_ALGORITHM = "AES"; // 加解密算法/模式/填充方式 final String algorithmStr = "AES/CBC/PKCS7Padding"; // private Key key; private Cipher cipher; boolean isInited = false; byte[] iv = { 0x30, 0x31, 0x30, 0x32, 0x30, 0x33, 0x30, 0x34, 0x30, 0x35, 0x30, 0x36, 0x30, 0x37, 0x30, 0x38 }; public void init(byte[] keyBytes) { // 如果密钥不足16位，那么就补足. 这个if 中的内容很重要 int base = 16; if (keyBytes.length % base != 0) { int groups = keyBytes.length / base + (keyBytes.length % base != 0 ? 1 : 0); byte[] temp = new byte[groups * base]; Arrays.fill(temp, (byte) 0); System.arraycopy(keyBytes, 0, temp, 0, keyBytes.length); keyBytes = temp; } // 初始化 Security.addProvider(new BouncyCastleProvider()); // 转化成JAVA的密钥格式 key = new SecretKeySpec(keyBytes, KEY_ALGORITHM); try { // 初始化cipher cipher = Cipher.getInstance(algorithmStr, "BC"); } catch (NoSuchAlgorithmException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } catch (NoSuchPaddingException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } catch (NoSuchProviderException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } /** * 加密方法 * * @param content * 要加密的字符串 * @param keyBytes * 加密密钥 * @return */ public byte[] encrypt(byte[] content, byte[] keyBytes) { byte[] encryptedText = null; init(keyBytes); System.out.println("IV：" + new String(iv)); try { cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, new IvParameterSpec(iv)); encryptedText = cipher.doFinal(content); } catch (Exception e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } return encryptedText; } /** * 解密方法 * * @param encryptedData * 要解密的字符串 * @param keyBytes * 解密密钥 * @return */ public byte[] decrypt(byte[] encryptedData, byte[] keyBytes) { byte[] encryptedText = null; init(keyBytes); System.out.println("IV：" + new String(iv)); try { cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, new IvParameterSpec(iv)); encryptedText = cipher.doFinal(encryptedData); } catch (Exception e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } return encryptedText; } }

测试

ublic class Test { public static void main(String[] args) { AES aes = new AES(); // 加解密密钥 byte[] keybytes = { 0x31, 0x32, 0x33, 0x34, 0x35, 0x36, 0x37, 0x38 }; String content = "1"; // 加密字符串 System.out.println("加密前的：" + content); System.out.println("加密密钥：" + new String(keybytes)); // 加密方法 byte[] enc = aes.encrypt(content.getBytes(), keybytes); System.out.println("加密后的内容：" + new String(Hex.encode(enc))); // 解密方法 byte[] dec = aes.decrypt(enc, keybytes); System.out.println("解密后的内容：" + new String(dec)); }

测试结果

测试结果：加密前的：1 加密密钥：12345678 IV：0102030405060708 加密后的内容：b59227d86200d7fedfb8418a59a8eea9 IV：0102030405060708 解密后的内容：1

python加密

从上面的这一段JAVA代码中，我们需要知道的关键信息是，加密方式：AES/CBC/PKCS7Padding

iv偏移量 byte[] iv = { 0x30, 0x31, 0x30, 0x32, 0x30, 0x33, 0x30, 0x34, 0x30, 0x35, 0x30, 0x36, 0x30, 0x37, 0x30, 0x38 }

0x30 就是16进制的0，所以iv = b'0102030405060708', iv一般是16位

秘钥key虽然上面测试的key是12345678，但是key一般是16位，所以它上面有个if判断不足16位的时候，用\0去填充

那么key应该是：12345678\0\0\0\0\0\0\0\0

python代码 AES/CBC/pkcs7padding 加解密

from cryptography.hazmat.primitives import padding from cryptography.hazmat.primitives.ciphers import algorithms from Crypto.Cipher import AES from binascii import b2a_hex, a2b_hex import json''' AES/CBC/PKCS7Padding 加密解密环境需求: pip3 install pycryptodome '''class PrpCrypt(object): def __init__(self, key='0000000000000000'): self.key = key.encode('utf-8') self.mode = AES.MODE_CBC self.iv = b'0102030405060708' # block_size 128位 # 加密函数，如果text不足16位就用空格补足为16位， # 如果大于16但是不是16的倍数，那就补足为16的倍数。 def encrypt(self, text): cryptor = AES.new(self.key, self.mode, self.iv) text = text.encode('utf-8') # 这里密钥key 长度必须为16（AES-128）,24（AES-192）,或者32 （AES-256）Bytes 长度 # 目前AES-128 足够目前使用 text=self.pkcs7_padding(text) self.ciphertext = cryptor.encrypt(text) # 因为AES加密时候得到的字符串不一定是ascii字符集的，输出到终端或者保存时候可能存在问题 # 所以这里统一把加密后的字符串转化为16进制字符串 return b2a_hex(self.ciphertext).decode().upper() @staticmethod def pkcs7_padding(data): if not isinstance(data, bytes): data = data.encode() padder = padding.PKCS7(algorithms.AES.block_size).padder() padded_data = padder.update(data) + padder.finalize() return padded_data @staticmethod def pkcs7_unpadding(padded_data): unpadder = padding.PKCS7(algorithms.AES.block_size).unpadder() data = unpadder.update(padded_data) try: uppadded_data = data + unpadder.finalize() except ValueError: raise Exception('无效的加密信息!') else: return uppadded_data # 解密后，去掉补足的空格用strip() 去掉 def decrypt(self, text): # 偏移量'iv' cryptor = AES.new(self.key, self.mode, self.iv) plain_text = cryptor.decrypt(a2b_hex(text)) # return plain_text.rstrip('\0') return bytes.decode(plain_text).rstrip("\x01").\ rstrip("\x02").rstrip("\x03").rstrip("\x04").rstrip("\x05").\ rstrip("\x06").rstrip("\x07").rstrip("\x08").rstrip("\x09").\ rstrip("\x0a").rstrip("\x0b").rstrip("\x0c").rstrip("\x0d").\ rstrip("\x0e").rstrip("\x0f").rstrip("\x10") def dict_json(self, d): '''python字典转json字符串, 去掉一些空格''' j = json.dumps(d).replace('": ', '":').replace(', "', ',"').replace(", {", ",{") return j# 加解密 if __name__ == '__main__': import json pc = PrpCrypt('12345678\0\0\0\0\0\0\0\0') # 初始化密钥 a = "1" print("加密前：%s" % a) b = pc.encrypt(a) print("解密后：%s" % b) print("大写变小写：%s" % b.lower())