实现Python的AES CBC加密
概述
在本文中，我将教给你如何使用Python中的AES库来实现AES CBC加密算法。AES是一种对称加密算法，CBC是一种分组密码模式。我们将使用Python中的cryptography库来实现这个过程。
首先，我们来看一下整个实现过程的步骤：
| 步骤 | 描述 |
|---|---|
| 1 | 生成一个随机的128位密钥 |
| 2 | 创建一个初始向量(IV) |
| 3 | 使用密钥和IV来初始化AES密码器 |
| 4 | 对明文进行补位（Padding） |
| 5 | 使用AES密码器对补位后的明文进行加密 |
| 6 | 返回加密后的密文 |
下面，我们将逐步介绍每个步骤，并提供相应的代码和注释。
生成一个随机的128位密钥
我们需要一个随机的128位密钥来加密我们的明文数据。在cryptography库中，我们可以使用Fernet.generate_key()方法来生成一个随机的128位密钥。
from cryptography.fernet import Fernet
# 生成一个随机的128位密钥
key = Fernet.generate_key()
创建一个初始向量(IV)
CBC模式需要一个初始向量(IV)来进行加密。向量的长度与加密块的大小相等。在AES中，加密块的大小为128位。我们可以使用cryptography库中的os.urandom()方法来生成一个随机的128位向量。
import os
# 创建一个随机的128位初始向量(IV)
iv = os.urandom(16)
初始化AES密码器
我们需要使用密钥和初始向量来初始化AES密码器。在cryptography库中，我们可以使用cryptography.hazmat.primitives.ciphers.Cipher类来实现AES加密。以下是初始化AES密码器的代码：
from cryptography.hazmat.primitives.ciphers import Cipher, algorithms, modes
# 使用AES算法和CBC模式初始化AES密码器
aes_cipher = Cipher(algorithms.AES(key), modes.CBC(iv))
补位
在AES CBC模式中，明文需要进行补位，以使其长度等于加密块的大小（128位）。我们可以使用cryptography库中的PKCS7 padding来实现补位。以下是对明文进行补位的代码：
from cryptography.hazmat.primitives import padding
# 创建一个PKCS7补位器并对明文进行补位
padder = padding.PKCS7(128).padder()
padded_data = padder.update(data) + padder.finalize()
AES加密
现在，我们可以使用AES密码器将补位后的明文进行加密。以下是使用AES密码器进行加密的代码：
# 创建一个加密器
encryptor = aes_cipher.encryptor()
# 使用AES密码器加密补位后的明文
ciphertext = encryptor.update(padded_data) + encryptor.finalize()
完成以上步骤后，我们就成功地将明文加密成了密文。你可以将密文保存在文件或传输到其他地方以进行后续处理。
完整的代码示例：
from cryptography.fernet import Fernet
import os
from cryptography.hazmat.primitives.ciphers import Cipher, algorithms, modes
from cryptography.hazmat.primitives import padding
def encrypt(data):
# 生成一个随机的128位密钥
key = Fernet.generate_key()
# 创建一个随机的128位初始向量(IV)
iv = os.urandom(16)
# 使用AES算法和CBC模式初始化AES密码器
aes_cipher = Cipher(algorithms.AES(key), modes.CBC(iv))
# 创建一个PKCS7补位器并对明文进行补位
padder = padding.PKCS7(128).padder()
padded_data = padder.update(data) + padder.finalize()
# 创建一个加密器
encryptor = aes_cipher.encryptor()
# 使用AES密码器加密补位后的明文
ciphertext = encryptor.update(padded_data) + encryptor.finalize()
return ciphertext, key, iv
使用上述代码，你可以将明文数据传递给encrypt()
