Python 数据加密：基础与常见加密算法

在当今数字化世界中，数据安全至关重要。数据加密是一种常用的技术，用于保护敏感信息免受未经授权的访问和窃取。Python作为一种强大的编程语言，提供了多种数据加密的方法。

一、对称加密

对称加密是一种加密和解密使用相同密钥的加密方式。常见的对称加密算法包括AES、DES和3DES等。在Python中，我们可以使用cryptography库来实现对称加密。下面是一个使用AES加密的示例代码：

from cryptography.fernet import Fernet
# 生成密钥
key = Fernet.generate_key()
# 创建cipher对象
cipher = Fernet(key)
# 待加密的数据
data = b'This is a secret message.'
# 对数据进行加密
encrypted_data = cipher.encrypt(data)
# 对数据进行解密
decrypted_data = cipher.decrypt(encrypted_data)
print(decrypted_data)  # 输出解密后的数据

在这个例子中，我们使用Fernet算法进行对称加密。首先，我们使用generate_key()方法生成一个随机的密钥。然后，我们创建一个cipher对象，并将密钥传递给它。接下来，我们将要加密的数据传递给encrypt()方法进行加密，并将加密后的数据存储在encrypted_data变量中。最后，我们使用decrypt()方法对加密数据进行解密，并将解密后的数据存储在decrypted_data变量中。请注意，解密时需要使用相同的密钥。

二、公钥加密

公钥加密是一种加密和解密使用不同密钥的加密方式。公钥用于加密数据，而私钥用于解密数据。常见的公钥加密算法包括RSA和ElGamal等。在Python中，我们可以使用cryptography库来实现公钥加密。下面是一个使用RSA公钥加密的示例代码：

from cryptography.hazmat.primitives import serialization
from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import rsa, padding
from cryptography.hazmat.primitives import hashes
# 生成RSA密钥对
private_key = rsa.generate_private_key(public_exponent=65537, key_size=2048)
public_key = private_key.public_key()
# 待加密的数据
data = b'This is a secret message.'
# 对数据进行加密
encrypted_data = public_key.encrypt(data, padding.OAEP(mgf=padding.MGF1(algorithm=hashes.SHA256()), algorithm=hashes.SHA256(), label=None))
# 使用私钥对数据进行解密
decrypted_data = private_key.decrypt(encrypted_data, padding.OAEP(mgf=padding.MGF1(algorithm=hashes.SHA256()), algorithm=hashes.SHA256(), label=None))
print(decrypted_data)  # 输出解密后的数据

在这个例子中，我们使用RSA算法进行公钥加密。首先，我们使用generate_private_key()方法生成一个私钥对象，并指定公钥指数和密钥大小。然后，我们通过调用私钥对象的public_key()方法获取对应的公钥对象。接下来，我们将要加密的数据传递给公钥对象的encrypt()方法进行加密，并将加密后的数据存储在encrypted_data变量中。最后，我们使用私钥对象的decrypt()方法对加密数据进行解密，并将解密后的数据存储在decrypted_data变量中。请注意，解密时需要使用相同的私钥。