使用Python内置函数加密和解密文本

Python是一种高级编程语言，具有广泛的应用领域，包括数据分析、计算机视觉、自然语言处理等等。在这些领域中，加密和解密数据是非常常见的需求。Python内置了一些加密和解密函数，可以方便地实现这些需求。

在Python中，最常用的加密算法是AES对称加密算法和RSA非对称加密算法。对称加密算法使用相同的密钥进行加密和解密，而非对称加密算法使用公钥和私钥对数据进行加密和解密。

下面将分别介绍使用Python内置函数进行AES对称加密和解密以及RSA非对称加密和解密的方法。

1. 使用Python内置函数进行AES对称加密和解密

AES是一种高级加密标准，目前被广泛应用于数据加密和解密。在Python中，使用cryptodome库可以方便地实现AES加密和解密。

示例代码：

from Crypto.Cipher import AES
import base64

# 加密函数
def aes_encrypt(text, key):
    # 将密钥和明文转化为bytes类型
    key = bytes(key, 'utf-8')
    text = bytes(text, 'utf-8')

    # 使用PKCS7Padding方式进行补位，使得加密数据满足AES算法长度要求
    cipher = AES.new(key, AES.MODE_ECB)
    length = 16
    count = len(text)
    add = length - (count % length)
    text = text + (b'\0' * add)

    # 加密
    ciphertext = cipher.encrypt(text)

    # 使用Base64编码输出加密结果
    return base64.b64encode(ciphertext).decode()

# 解密函数
def aes_decrypt(text, key):
    # 将密钥和密文转化为bytes类型
    key = bytes(key, 'utf-8')
    text = base64.b64decode(text)

    # 解密
    cipher = AES.new(key, AES.MODE_ECB)
    ciphertext = cipher.decrypt(text)

    # 去除Padding
    return ciphertext.rstrip(b'\0').decode()

# 测试
text = 'Hello, world'
key = '1234567890123456'
ciphertext = aes_encrypt(text, key)
print('加密结果：', ciphertext)
plaintext = aes_decrypt(ciphertext, key)
print('解密结果：', plaintext)

在上述代码中，aes_encrypt函数用于加密明文，而aes_decrypt函数用于解密密文。其中，使用PKCS7Padding方式进行补位以满足AES算法长度要求，并使用Base64编码输出加密结果。在测试中，我们将“Hello, world”进行加密和解密。

2. 使用Python内置函数进行RSA非对称加密和解密

RSA是一种非对称加密算法，主要用于数据加密和数字签名。在Python中，使用cryptodome库可以方便地实现RSA加密和解密。

示例代码：

from Crypto.PublicKey import RSA
from Crypto.Cipher import PKCS1_v1_5
import base64

# 生成密钥对，公钥和私钥分别保存在public.pem和private.pem文件中
def generate_key_pair():
    key = RSA.generate(2048)
    with open('private.pem', 'wb') as f:
        f.write(key.export_key())
    with open('public.pem', 'wb') as f:
        f.write(key.publickey().export_key())

# 加密函数
def rsa_encrypt(text, public_key_path):
    with open(public_key_path, 'rb') as f:
        key = f.read()
    rsakey = RSA.import_key(key)
    cipher = PKCS1_v1_5.new(rsakey)

    # 分块加密
    length = 245
    count = len(text)
    pos = 0
    ciphertext = []
    while pos < count:
        if pos + length < count:
            block = text[pos : pos+length]
        else:
            block = text[pos : count]
        ciphertext.append(cipher.encrypt(block.encode()))
        pos += length

    # 输出加密结果
    return base64.b64encode(b''.join(ciphertext)).decode()

# 解密函数
def rsa_decrypt(text, private_key_path):
    with open(private_key_path, 'rb') as f:
        key = f.read()
    rsakey = RSA.import_key(key)
    cipher = PKCS1_v1_5.new(rsakey)

    # 分块解密
    length = 256
    ciphertext = base64.b64decode(text)
    count = len(ciphertext)
    pos = 0
    plaintext = []
    while pos < count:
        if pos + length < count:
            block = ciphertext[pos : pos+length]
        else:
            block = ciphertext[pos : count]
        plaintext.append(cipher.decrypt(block, None).decode())
        pos += length

    # 输出解密结果
    return ''.join(plaintext)

# 测试
text = 'Hello, world'
generate_key_pair()
public_key_path = 'public.pem'
private_key_path = 'private.pem'
ciphertext = rsa_encrypt(text, public_key_path)
print('加密结果：', ciphertext)
plaintext = rsa_decrypt(ciphertext, private_key_path)
print('解密结果：', plaintext)

在上述代码中，generate_key_pair函数用于生成公钥和私钥，而rsa_encrypt函数和rsa_decrypt函数分别用于加密和解密明文。在加密和解密过程中，使用PKCS1_v1_5填充方式进行加密，并分块加密和分块解密以满足RSA算法长度的要求。

总结：

本文介绍了使用Python内置函数进行AES加密和解密以及RSA加密和解密的方法。这些函数不仅方便易用，而且功能强大，可以满足大部分加密和解密需求。对于更高级的加密和解密算法，可以使用其他Python库，比如pycryptodome、cryptography等。