Python开发篇——RSA加密算法和SHA1计算文件校验码

做过开发的都会接触到加密算法和hash算法，这两者是有区别的，加密算法分为对称加密和非对称加密，目的是、对数据进行加密/解密，而hash则是单向算法，无法还原原始数据。

RSA加密/解密

目前简单的非对称加密是RSA，还有其他的如椭圆等，各位可以自行研究

首先需要crypto的lib

 $ pip install pycryptodome
 # or
 $ poetry add pycryptodome

generate_key.py: 生成公钥和密钥

 from Crypto.PublicKey import RSA

 key = RSA.generate(2048)
 private_key = key.export_key()
 file_out = open("private.pem", "wb")
 file_out.write(private_key)
 file_out.close()

 public_key = key.publickey().export_key()
 file_out = open("receiver.pem", "wb")
 file_out.write(public_key)
 file_out.close()

加密和解密（文件版）

官方代码：

 from Crypto.PublicKey import RSA
 from Crypto.Random import get_random_bytes
 from Crypto.Cipher import AES, PKCS1_OAEP

 data = "I met aliens in UFO. Here is the map.".encode("utf-8")
 file_out = open("encrypted_data.bin", "wb")

 recipient_key = RSA.import_key(open("receiver.pem").read())
 session_key = get_random_bytes(16)

 # Encrypt the session key with the public RSA key
 cipher_rsa = PKCS1_OAEP.new(recipient_key)
 enc_session_key = cipher_rsa.encrypt(session_key)

 # Encrypt the data with the AES session key
 cipher_aes = AES.new(session_key, AES.MODE_EAX)
 ciphertext, tag = cipher_aes.encrypt_and_digest(data)
 [ file_out.write(x) for x in (enc_session_key, cipher_aes.nonce, tag, ciphertext) ]
 file_out.close()

加密和解密（Data版）

由于pycryptodome的加密都是基于bytes，所以str需要与bytes的转换，代码如下：

 from Crypto.PublicKey import RSA
 from Crypto.Random import get_random_bytes
 from Crypto.Cipher import PKCS1_OAEP # AES, 
 from Crypto.Util.Padding import pad, unpad

 # RSA public key
 recipient_key = RSA.import_key(open("receiver.pem").read())
 data = '123456'
 # 通过decode转换bytes，另一种方法是bytes(data, 'utf-8'), 但是存在损耗
 session_key = data.encode('utf-8')
 # Encrypt the session key with the public RSA key
 cipher_rsa = PKCS1_OAEP.new(recipient_key)
 enc_session_key = cipher_rsa.encrypt(pad(session_key, 16))
 # 将bytes转str，用于保存与varchar数据字段
 enc_session_key = enc_session_key.decode('raw_unicode_escape')

 private_key = RSA.import_key(open("private.pem").read())

 # Decrypt the session key with the private RSA key
 cipher_rsa = PKCS1_OAEP.new(private_key)
 # 将str转bytes
 session_key = unpad(cipher_rsa.decrypt(enc_session_key.encode('raw_unicode_escape')), 16)
 decrypted = session_key.decode('utf-8')
 user.passwd = decrypted

SHA1计算文件校验码

关于计算文件的校验码，从速度上来说crc32 > sha1 > md5,从安全性角度sha1 > md5 > crc32, 所以在使用中自己取舍，但是目前许多大厂转向sha256,主要是安全性比sha1更高，但是速度就下降了许多。其选择的原因也是他们的数据已经接近或远远超过ZB了。

添加

 $ pip install hashlib
 # or
 $ poetry add hashlib

我这里直接引用我写在Flask下的代码, 值的注意的是Flask的文件是FileStorage类型，不是File-like object，需要stream读取，如果读取后需要再读取记得用stream.seek(0),修改偏移量，否则文件读取size为0

 from flask import request, jsonify
 import hashlib

 BUF_SIZE = 65536

 def post_file():
     file = request.files.get('file')

     # 计算文件的checksum值
     sha1 = hashlib.sha1()
     checksum = ""
     try:
         # with open(file.filename, 'rb') as f:
         while True:
             data = file.stream.read(BUF_SIZE)
             if not data:
                 break
             sha1.update(data)

         # 获取结果
         checksum=sha1.hexdigest()
     except IOError:
         return jsonify({'message': '演算checksum失败!!!'}), 403

参考：