GridFS在Python中的数据加密和解密

GridFS是MongoDB的一种存储文件的方式，它可以将大文件分割为多个小文件存储在MongoDB中的集合中。虽然GridFS本身并不提供数据加密和解密的功能，但我们可以在Python中使用其他加密算法对文件进行加密和解密，然后再将加密后的文件存储到GridFS中。

以下是一个使用Python对文件进行加密和解密，并将加密后的文件存储到GridFS中的例子：

首先，我们需要安装pymongo库和pycryptodome库：

pip install pymongo
pip install pycryptodome

from pymongo import MongoClient
from Crypto.Cipher import AES
from Crypto.Random import get_random_bytes
from Crypto.Util.Padding import pad, unpad

# 连接MongoDB
client = MongoClient('mongodb://localhost:27017')
db = client['test']
fs = db['fs.files']

# 加密函数
def encrypt_file(file_path, output_path, key):
    # 生成随机初始化向量
    iv = get_random_bytes(AES.block_size)

    # 创建AES加密器
    cipher = AES.new(key, AES.MODE_CBC, iv)

    with open(file_path, 'rb') as file:
        plaintext = file.read()

    # 对明文进行填充
    padded_plaintext = pad(plaintext, AES.block_size)

    # 加密明文
    ciphertext = cipher.encrypt(padded_plaintext)

    # 将加密后的文件写入磁盘
    with open(output_path, 'wb') as file:
        file.write(iv + ciphertext)

# 解密函数
def decrypt_file(file_path, output_path, key):
    with open(file_path, 'rb') as file:
        ciphertext = file.read()

    # 获取初始化向量
    iv = ciphertext[:AES.block_size]

    # 创建AES解密器
    cipher = AES.new(key, AES.MODE_CBC, iv)

    # 解密密文
    plaintext = unpad(cipher.decrypt(ciphertext[AES.block_size:]), AES.block_size)

    # 将解密后的文件写入磁盘
    with open(output_path, 'wb') as file:
        file.write(plaintext)

# 加密文件并存储到GridFS中
def encrypt_and_save_to_gridfs(file_path, key):
    encrypted_file_path = 'encrypted.bin'

    # 加密文件
    encrypt_file(file_path, encrypted_file_path, key)

    # 读取加密后的文件
    with open(encrypted_file_path, 'rb') as file:
        encrypted_data = file.read()

    # 存储加密后的文件到GridFS中
    fs_id = fs.put(encrypted_data, filename='encrypted.bin')

    # 删除临时的加密文件
    os.remove(encrypted_file_path)

    return fs_id

# 从GridFS中获取文件并解密
def get_and_decrypt_from_gridfs(fs_id, key):
    file_path = 'decrypted.txt'

    # 从GridFS中获取文件
    fs_data = fs.find_one({'_id': fs_id})
    fs_data.read_binary()

    # 解密文件
    decrypt_file(fs_data, file_path, key)

    return file_path

# 使用例子
key = get_random_bytes(32)
file_path = 'plaintext.txt'

# 加密文件并存储到GridFS中
fs_id = encrypt_and_save_to_gridfs(file_path, key)
print('加密后的文件ID：', fs_id)

# 从GridFS中获取文件并解密
decrypted_file_path = get_and_decrypt_from_gridfs(fs_id, key)
print('解密后的文件路径：', decrypted_file_path)

在这个例子中，我们使用AES加密算法对文件进行加密和解密，并利用GridFS存储加密后的文件。

加密函数encrypt_file接收一个文件路径、输出路径和密钥作为参数，将文件加密并将加密后的文件存储到输出路径。

解密函数decrypt_file接收一个文件路径、输出路径和密钥作为参数，将文件解密并将解密后的文件存储到输出路径。

encrypt_and_save_to_gridfs函数接收一个文件路径和密钥作为参数，调用加密函数将文件加密并存储到GridFS中，返回加密后文件在GridFS中的ID。

get_and_decrypt_from_gridfs函数接收加密文件在GridFS中的ID和密钥作为参数，从GridFS中获取文件并调用解密函数将文件解密，并返回解密后文件的路径。

最后，我们生成一个随机的密钥，加密一个文件并存储到GridFS中，然后从GridFS中获取文件并解密。