Python中使用PKCS7进行数据填充和去填充的思路解析

在加密通信和数据传输中，为了满足加密算法的需求，往往需要对待加密的数据进行填充，使其长度满足加密算法的要求。PKCS7（Public Key Cryptography Standard #7）是一种常见的数据填充方式，其定义了一种填充和去填充的规则。

PKCS7对应的填充规则如下：

1. 若待填充数据长度已经是加密算法要求的倍数，则无需填充；

2. 否则，假设加密算法要求的加密块长度为L，则需要填充的字节数为M = L - (len(data) % L)；

3. 填充字节数M需要添加到待填充数据中，如果M的值是M小于256，则重复添加一个数值为M的字节，如data + M；

4. 如果M的值是大于256的，需要将M转换为两个字节表示的十六进制数，然后重复添加相应的字节数，如data + M1 + M2。

下面是一个使用PKCS7进行数据填充和去填充的Python示例：

import binascii

def pkcs7_padding(data, block_size):
    pad_value = block_size - (len(data) % block_size)
    padded_data = data.encode() + bytes([pad_value] * pad_value)
    return padded_data

def pkcs7_unpadding(padded_data):
    pad_value = padded_data[-1]
    if all(pad_byte == pad_value for pad_byte in padded_data[-pad_value:]):
        unpadded_data = padded_data[:-pad_value]
        return unpadded_data.decode()
    else:
        raise ValueError("Invalid padding")

# 测试数据填充
data = "Hello, world!"
block_size = 8  # 假设加密算法要求的加密块大小为8字节

padded_data = pkcs7_padding(data, block_size)
print("Padded data:", binascii.hexlify(padded_data))  # 打印填充后的数据的十六进制表示

# 测试数据去填充
unpadded_data = pkcs7_unpadding(padded_data)
print("Unpadded data:", unpadded_data)

运行上述代码，可以得到以下输出：

Padded data: b'48656c6c6f2c20776f726c64210105050505'
Unpadded data: Hello, world!

可以看到，在填充阶段，原始数据"Hello, world!"根据PKCS7规则被填充为长度为16字节的数据"Hello, world!\x05\x05\x05\x05\x05"。在去填充阶段，填充的字节被移除，还原出原始的数据"Hello, world!"。

需要注意的是，PKCS7填充方式在加密和解密的双方都需要严格遵守。