Python实现常见的几种加密算法(MD5，SHA-1，HMAC，DES/AES，RSA和ECC)

import hashlib 
m = hashlib.md5() 
m.update(str.encode("utf8")) 
print(m.hexdigest()) 

import hashlib 
sha1 = hashlib.sha1() 
data = '2333333' 
sha1.update(data.encode('utf-8')) 
sha1_data = sha1.hexdigest() 
print(sha1_data) 

import hmac 
import hashlib 
# 第一个参数是密钥key，第二个参数是待加密的字符串，第三个参数是hash函数 
mac = hmac.new('key','hello',hashlib.md5) 
mac.digest() # 字符串的ascii格式 
mac.hexdigest() # 加密后字符串的十六进制格式 

import binascii 
from pyDes import des, CBC, PAD_PKCS5 
# 需要安装 pip install pyDes 
 
def des_encrypt(secret_key, s): 
 iv = secret_key 
 k = des(secret_key, CBC, iv, pad=None, padmode=PAD_PKCS5) 
 en = k.encrypt(s, padmode=PAD_PKCS5) 
 return binascii.b2a_hex(en) 
 
def des_decrypt(secret_key, s): 
 iv = secret_key 
 k = des(secret_key, CBC, iv, pad=None, padmode=PAD_PKCS5) 
 de = k.decrypt(binascii.a2b_hex(s), padmode=PAD_PKCS5) 
 return de 
 
secret_str = des_encrypt('12345678', 'I love YOU~') 
print(secret_str) 
clear_str = des_decrypt('12345678', secret_str) 
print(clear_str) 

import base64 
from Crypto.Cipher import AES 
 
''' 
AES对称加密算法 
''' 
# 需要补位，str不是16的倍数那就补足为16的倍数 
def add_to_16(value): 
 while len(value) % 16 != 0: 
  value += 'import base64 
from Crypto.Cipher import AES 
''' 
AES对称加密算法 
''' 
# 需要补位，str不是16的倍数那就补足为16的倍数 
def add_to_16(value): 
while len(value) % 16 != 0: 
value += '\0' 
return str.encode(value) # 返回bytes 
# 加密方法 
def encrypt(key, text): 
aes = AES.new(add_to_16(key), AES.MODE_ECB) # 初始化加密器 
encrypt_aes = aes.encrypt(add_to_16(text)) # 先进行aes加密 
encrypted_text = str(base64.encodebytes(encrypt_aes), encoding='utf-8') # 执行加密并转码返回bytes 
return encrypted_text 
# 解密方法 
def decrypt(key, text): 
aes = AES.new(add_to_16(key), AES.MODE_ECB) # 初始化加密器 
base64_decrypted = base64.decodebytes(text.encode(encoding='utf-8')) # 优先逆向解密base64成bytes 
decrypted_text = str(aes.decrypt(base64_decrypted), encoding='utf-8').replace('\0', '') # 执行解密密并转码返回str 
return decrypted_text 
' 
 return str.encode(value) # 返回bytes 
# 加密方法 
def encrypt(key, text): 
 aes = AES.new(add_to_16(key), AES.MODE_ECB) # 初始化加密器 
 encrypt_aes = aes.encrypt(add_to_16(text)) # 先进行aes加密 
 encrypted_text = str(base64.encodebytes(encrypt_aes), encoding='utf-8') # 执行加密并转码返回bytes 
 return encrypted_text 
# 解密方法 
def decrypt(key, text): 
 aes = AES.new(add_to_16(key), AES.MODE_ECB) # 初始化加密器 
 base64_decrypted = base64.decodebytes(text.encode(encoding='utf-8')) # 优先逆向解密base64成bytes 
 decrypted_text = str(aes.decrypt(base64_decrypted), encoding='utf-8').replace('import base64 
from Crypto.Cipher import AES 
''' 
AES对称加密算法 
''' 
# 需要补位，str不是16的倍数那就补足为16的倍数 
def add_to_16(value): 
while len(value) % 16 != 0: 
value += '\0' 
return str.encode(value) # 返回bytes 
# 加密方法 
def encrypt(key, text): 
aes = AES.new(add_to_16(key), AES.MODE_ECB) # 初始化加密器 
encrypt_aes = aes.encrypt(add_to_16(text)) # 先进行aes加密 
encrypted_text = str(base64.encodebytes(encrypt_aes), encoding='utf-8') # 执行加密并转码返回bytes 
return encrypted_text 
# 解密方法 
def decrypt(key, text): 
aes = AES.new(add_to_16(key), AES.MODE_ECB) # 初始化加密器 
base64_decrypted = base64.decodebytes(text.encode(encoding='utf-8')) # 优先逆向解密base64成bytes 
decrypted_text = str(aes.decrypt(base64_decrypted), encoding='utf-8').replace('\0', '') # 执行解密密并转码返回str 
return decrypted_text 
', '') # 执行解密密并转码返回str 
 return decrypted_text 

# -*- coding: UTF-8 -*- 
# reference codes: https://www.jianshu.com/p/7a4645691c68 
import base64 
import rsa 
from rsa import common 
# 使用 rsa库进行RSA签名和加解密 
class RsaUtil(object): 
PUBLIC_KEY_PATH = 'xxxxpublic_key.pem' # 公钥 
PRIVATE_KEY_PATH = 'xxxxxprivate_key.pem' # 私钥 
# 初始化key 
def __init__(self, 
company_pub_file=PUBLIC_KEY_PATH, 
company_pri_file=PRIVATE_KEY_PATH): 
if company_pub_file: 
self.company_public_key = rsa.PublicKey.load_pkcs1_openssl_pem(open(company_pub_file).read()) 
if company_pri_file: 
self.company_private_key = rsa.PrivateKey.load_pkcs1(open(company_pri_file).read()) 
def get_max_length(self, rsa_key, encrypt=True): 
"""加密内容过长时 需要分段加密 换算每一段的长度. 
:param rsa_key: 钥匙. 
:param encrypt: 是否是加密. 
""" 
blocksize = common.byte_size(rsa_key.n) 
reserve_size = 11 # 预留位为11 
if not encrypt: # 解密时不需要考虑预留位 
reserve_size = 0 
maxlength = blocksize - reserve_size 
return maxlength 
# 加密 支付方公钥 
def encrypt_by_public_key(self, message): 
"""使用公钥加密. 
:param message: 需要加密的内容. 
加密之后需要对接过进行base64转码 
""" 
encrypt_result = b'' 
max_length = self.get_max_length(self.company_public_key) 
while message: 
input = message[:max_length] 
message = message[max_length:] 
out = rsa.encrypt(input, self.company_public_key) 
encrypt_result += out 
encrypt_result = base64.b64encode(encrypt_result) 
return encrypt_result 
def decrypt_by_private_key(self, message): 
"""使用私钥解密. 
:param message: 需要加密的内容. 
解密之后的内容直接是字符串，不需要在进行转义 
""" 
decrypt_result = b"" 
max_length = self.get_max_length(self.company_private_key, False) 
decrypt_message = base64.b64decode(message) 
while decrypt_message: 
input = decrypt_message[:max_length] 
decrypt_message = decrypt_message[max_length:] 
out = rsa.decrypt(input, self.company_private_key) 
decrypt_result += out 
return decrypt_result 
# 签名 商户私钥 base64转码 
def sign_by_private_key(self, data): 
"""私钥签名. 
:param data: 需要签名的内容. 
使用SHA-1 方法进行签名（也可以使用MD5） 
签名之后，需要转义后输出 
""" 
signature = rsa.sign(str(data), priv_key=self.company_private_key, hash='SHA-1') 
return base64.b64encode(signature) 
def verify_by_public_key(self, message, signature): 
"""公钥验签. 
:param message: 验签的内容. 
:param signature: 对验签内容签名的值（签名之后，会进行b64encode转码，所以验签前也需转码）. 
""" 
signature = base64.b64decode(signature) 
return rsa.verify(message, signature, self.company_public_key) 

# -*- coding:utf-8 *- 
# author: DYBOY 
# reference codes: https://blog.dyboy.cn/websecurity/121.html 
# description: ECC椭圆曲线加密算法实现 
""" 
考虑K=kG ，其中K、G为椭圆曲线Ep(a,b)上的点，n为G的阶（nG=O∞ ），k为小于n的整数。 
则给定k和G，根据加法法则，计算K很容易但反过来，给定K和G，求k就非常困难。 
因为实际使用中的ECC原则上把p取得相当大，n也相当大，要把n个解点逐一算出来列成上表是不可能的。 
这就是椭圆曲线加密算法的数学依据 
点G称为基点（base point） 
k（k<n）为私有密钥（privte key） 
K为公开密钥（public key) 
""" 
def get_inverse(mu, p): 
""" 
获取y的负元 
""" 
for i in range(1, p): 
if (i*mu)%p == 1: 
return i 
return -1 
def get_gcd(zi, mu): 
""" 
获取最大公约数 
""" 
if mu: 
return get_gcd(mu, zi%mu) 
else: 
return zi 
def get_np(x1, y1, x2, y2, a, p): 
""" 
获取n*p，每次+p，直到求解阶数np=-p 
""" 
flag = 1 # 定义符号位（+/-） 
# 如果 p=q k=(3x2+a)/2y1mod p 
if x1 == x2 and y1 == y2: 
zi = 3 * (x1 ** 2) + a # 计算分子  【求导】 
mu = 2 * y1 # 计算分母 
# 若P≠Q，则k=(y2-y1)/(x2-x1) mod p 
else: 
zi = y2 - y1 
mu = x2 - x1 
if zi* mu < 0: 
flag = 0  # 符号0为-（负数） 
zi = abs(zi) 
mu = abs(mu) 
# 将分子和分母化为最简 
gcd_value = get_gcd(zi, mu)  # 最大公約數 
zi = zi // gcd_value   # 整除 
mu = mu // gcd_value 
# 求分母的逆元 逆元： ∀a ∈G ，ョb∈G 使得 ab = ba = e 
# P(x,y)的负元是 (x,-y mod p)= (x,p-y) ，有P+(-P)= O∞ 
inverse_value = get_inverse(mu, p) 
k = (zi * inverse_value) 
if flag == 0:     # 斜率负数 flag==0 
k = -k 
k = k % p 
# 计算x3,y3 P+Q 
""" 
x3≡k2-x1-x2(mod p) 
y3≡k(x1-x3)-y1(mod p) 
""" 
x3 = (k ** 2 - x1 - x2) % p 
y3 = (k * (x1 - x3) - y1) % p 
return x3,y3 
def get_rank(x0, y0, a, b, p): 
""" 
获取椭圆曲线的阶 
""" 
x1 = x0    #-p的x坐标 
y1 = (-1*y0)%p  #-p的y坐标 
tempX = x0 
tempY = y0 
n = 1 
while True: 
n += 1 
# 求p+q的和，得到n*p，直到求出阶 
p_x,p_y = get_np(tempX, tempY, x0, y0, a, p) 
# 如果 == -p,那么阶数+1，返回 
if p_x == x1 and p_y == y1: 
return n+1 
tempX = p_x 
tempY = p_y 
def get_param(x0, a, b, p): 
""" 
计算p与-p 
""" 
y0 = -1 
for i in range(p): 
# 满足取模约束条件，椭圆曲线Ep(a,b)，p为质数，x,y∈[0,p-1] 
if i**2%p == (x0**3 + a*x0 + b)%p: 
y0 = i 
break 
# 如果y0没有，返回false 
if y0 == -1: 
return False 
# 计算-y（负数取模） 
x1 = x0 
y1 = (-1*y0) % p 
return x0,y0,x1,y1 
def get_graph(a, b, p): 
""" 
输出椭圆曲线散点图 
""" 
x_y = [] 
# 初始化二维数组 
for i in range(p): 
x_y.append(['-' for i in range(p)]) 
for i in range(p): 
val =get_param(i, a, b, p) # 椭圆曲线上的点 
if(val != False): 
x0,y0,x1,y1 = val 
x_y[x0][y0] = 1 
x_y[x1][y1] = 1 
print("椭圆曲线的散列图为：") 
for i in range(p):    # i= 0-  p-1 
temp = p-1-i  # 倒序 
# 格式化输出1/2位数，y坐标轴 
if temp  = 10: 
print(temp, end=" ") 
else: 
print(temp, end=" ") 
# 输出具体坐标的值，一行 
for j in range(p): 
print(x_y[j][temp], end=" ") 
print("") #换行 
# 输出 x 坐标轴 
print(" ", end="") 
for i in range(p): 
if i  =10: 
print(i, end=" ") 
else: 
print(i, end=" ") 
print('\n') 
def get_ng(G_x, G_y, key, a, p): 
""" 
计算nG 
""" 
temp_x = G_x 
temp_y = G_y 
while key != 1: 
temp_x,temp_y = get_np(temp_x,temp_y, G_x, G_y, a, p) 
key -= 1 
return temp_x,temp_y 
def ecc_main(): 
while True: 
a = int(input("请输入椭圆曲线参数a(a 0)的值：")) 
b = int(input("请输入椭圆曲线参数b(b 0)的值：")) 
p = int(input("请输入椭圆曲线参数p(p为素数)的值：")) #用作模运算 
# 条件满足判断 
if (4*(a**3)+27*(b**2))%p == 0: 
print("您输入的参数有误，请重新输入！！！\n") 
else: 
break 
# 输出椭圆曲线散点图 
get_graph(a, b, p) 
# 选点作为G点 
print("user1：在如上坐标系中选一个值为G的坐标") 
G_x = int(input("user1：请输入选取的x坐标值：")) 
G_y = int(input("user1：请输入选取的y坐标值：")) 
# 获取椭圆曲线的阶 
n = get_rank(G_x, G_y, a, b, p) 
# user1生成私钥，小key 
key = int(input("user1：请输入私钥小key（<{}）：".format(n))) 
# user1生成公钥，大KEY 
KEY_x,kEY_y = get_ng(G_x, G_y, key, a, p) 
# user2阶段 
# user2拿到user1的公钥KEY，Ep(a,b)阶n，加密需要加密的明文数据 
# 加密准备 
k = int(input("user2：请输入一个整数k（<{}）用于求kG和kQ：".format(n))) 
k_G_x,k_G_y = get_ng(G_x, G_y, k, a, p)       # kG 
k_Q_x,k_Q_y = get_ng(KEY_x, kEY_y, k, a, p)      # kQ 
# 加密 
plain_text = input("user2：请输入需要加密的字符串:") 
plain_text = plain_text.strip() 
#plain_text = int(input("user1：请输入需要加密的密文：")) 
c = [] 
print("密文为：",end="") 
for char in plain_text: 
intchar = ord(char) 
cipher_text = intchar*k_Q_x 
c.append([k_G_x, k_G_y, cipher_text]) 
print("({},{}),{}".format(k_G_x, k_G_y, cipher_text),end="-") 
# user1阶段 
# 拿到user2加密的数据进行解密 
# 知道 k_G_x,k_G_y，key情况下，求解k_Q_x,k_Q_y是容易的，然后plain_text = cipher_text/k_Q_x 
print("\nuser1解密得到明文：",end="") 
for charArr in c: 
decrypto_text_x,decrypto_text_y = get_ng(charArr[0], charArr[1], key, a, p) 
print(chr(charArr[2]//decrypto_text_x),end="") 
if __name__ == "__main__": 
print("*************ECC椭圆曲线加密*************") 
ecc_main()