深入理解PythonCryptography库中Cryptography.hazmat.primitives.padding模块的源码

Cryptography是Python中一个非常强大的密码学库，它提供了很多常用的密码学功能，包括加密、解密、签名、散列等。其中，在Cryptography库的hazmat.primitives.padding模块中，包含了关于填充（padding）的相关功能。填充是密码学中一种常见的技术，用于保证数据块的长度符合加密算法的要求。

在Cryptography库的hazmat.primitives.padding模块中，一共定义了两个类：Padding和PKCS7。Padding是一个抽象类，不能直接实例化，而PKCS7则是Padding的一个具体实现。下面我们将逐个分析这两个类的源码，并给出使用例子。

1. Padding类源码分析

class Padding(object):

    def __init__(self, block_size):
        if not isinstance(block_size, int):
            raise TypeError("block_size must be int")
        if block_size < 2:
            raise ValueError("block_size must be at least 2")
        self._block_size = block_size

    def update(self, data):
        raise NotImplementedError("Padding.update() not implemented")

    def finalize(self):
        raise NotImplementedError("Padding.finalize() not implemented")

Padding类是一个抽象类，它的作用是定义了填充的接口。在构造方法中，我们需要传入一个整数block_size，表示数据块的长度。然后，Padding类提供了两个抽象方法：update和finalize。这两个方法需要子类去实现。

2. PKCS7类源码分析

class PKCS7(Padding):

    def __init__(self, block_size):
        super(PKCS7, self).__init__(block_size)

    def update(self, data):
        if len(data) % self._block_size != 0:
            raise ValueError("Data length must be multiple of block_size")
        return data + bytes([self._block_size]) * self._block_size

    def finalize(self):
        return bytes([self._block_size]) * self._block_size

PKCS7类是Padding类的一个具体实现。在构造方法中，我们可以看到它调用了Padding类的构造方法。然后，在update方法中，PKCS7类用来对数据进行填充。如果数据长度不是block_size的整数倍，就会抛出ValueError异常。填充的规则是将数据最后的字节复制block_size次，并在最后追加这个复制的字节。最后，在finalize方法中，PKCS7类返回填充字节。

3. 使用例子

下面，我们将给出一个使用Padding类和PKCS7类的例子。

from cryptography.hazmat.primitives.padding import Padding, PKCS7

data = b"hello"
block_size = 8

# 使用Padding类
padding = Padding(block_size) # 此时会抛出TypeError异常，Padding类不能直接实例化

# 使用PKCS7类
pkcs7 = PKCS7(block_size)
padded_data = pkcs7.update(data)
print(padded_data) # b'hello\x02\x02'
finalized_data = pkcs7.finalize()
print(finalized_data) # b'\x02\x02\x02\x02\x02\x02\x02\x02'

在上面的例子中，我们先定义了一个待填充的数据data和数据块长度block_size。然后，我们尝试使用Padding类实例化padding对象，但会抛出TypeError异常，因为Padding类不能直接实例化。再使用PKCS7类实例化pkcs7对象，然后调用其update方法进行填充。填充后的数据为b'hello\x02\x02'，其中\x02是填充字节。再调用finalize方法，得到填充字节b'\x02\x02\x02\x02\x02\x02\x02\x02'。

综上所述，Cryptography库的hazmat.primitives.padding模块提供了填充功能的支持。通过对Padding类和PKCS7类的源码分析和使用例子的说明，我们能更深入地理解这个模块的用法和原理。