数据加密是保护数据安全的重要手段，通过加密技术，我们可以确保即使数据被窃取，也无法直接读取其中的信息。本文将介绍三种常见的加密方法：对称加密、非对称加密以及数据库加密，并展示如何在实际项目中实现这些加密技术。
1. 对称加密
对称加密算法使用相同的密钥进行加密和解密。AES（Advanced Encryption Standard）是目前最广泛使用的对称加密算法之一。
如何实现对称加密
以下是一个使用 AES 进行对称加密和解密的示例，采用 Python 语言和 pycryptodome 库：
from Crypto.Cipher import AES from Crypto.Random import get_random_bytes import base64 def pad(s): return s + (AES.block_size - len(s) % AES.block_size) * chr(AES.block_size - len(s) % AES.block_size) def unpad(s): return s[:-ord(s[len(s) - 1:])] def encrypt(plain_text, key): key = key.encode('utf-8') plain_text = pad(plain_text).encode('utf-8') iv = get_random_bytes(AES.block_size) cipher = AES.new(key, AES.MODE_CBC, iv) encrypted_text = cipher.encrypt(plain_text) return base64.b64encode(iv + encrypted_text).decode('utf-8') def decrypt(encrypted_text, key): key = key.encode('utf-8') encrypted_text = base64.b64decode(encrypted_text) iv = encrypted_text[:AES.block_size] cipher = AES.new(key, AES.MODE_CBC, iv) plain_text = cipher.decrypt(encrypted_text[AES.block_size:]) return unpad(plain_text).decode('utf-8') key = "thisisaverysecurekey123" plain_text = "Sensitive Data" # 加密 encrypted_text = encrypt(plain_text, key) print(f"Encrypted Text: {encrypted_text}") # 解密 decrypted_text = decrypt(encrypted_text, key) print(f"Decrypted Text: {decrypted_text}")
解释
- 填充：因为 AES 是块加密算法，明文长度需要是块大小的倍数，所以需要填充。
- IV（初始化向量）：确保每次加密相同的明文时生成不同的密文。
- 加密和解密：使用相同的密钥进行加密和解密。
2. 非对称加密
非对称加密使用一对密钥：公钥和私钥。公钥用于加密，私钥用于解密。RSA（Rivest-Shamir-Adleman）是最常见的非对称加密算法之一。
如何实现非对称加密
以下是一个使用 RSA 进行非对称加密和解密的示例，采用 Python 语言和 pycryptodome库：
fromCrypto.PublicKeyimportRSAfromCrypto.CipherimportPKCS1_OAEPimportbase64# 生成 RSA 密钥对key = RSA.generate(2048)private_key=key.export_key()public_key=key.publickey().export_key()def encrypt(plain_text, public_key): public_key = RSA.import_key(public_key) cipher = PKCS1_OAEP.new(public_key) encrypted_text = cipher.encrypt(plain_text.encode('utf-8'))returnbase64.b64encode(encrypted_text).decode('utf-8')def decrypt(encrypted_text, private_key): private_key = RSA.import_key(private_key) encrypted_text = base64.b64decode(encrypted_text) cipher = PKCS1_OAEP.new(private_key) plain_text =cipher.decrypt(encrypted_text)returnplain_text.decode('utf-8')plain_text="Sensitive Data"#加密encrypted_text = encrypt(plain_text, public_key)print(f"Encrypted Text: {encrypted_text}")#解密decrypted_text = decrypt(encrypted_text, private_key)print(f"Decrypted Text: {decrypted_text}")
解释
- 密钥生成：生成一对 RSA 密钥，公钥用于加密，私钥用于解密。
- 加密和解密：使用公钥进行加密，私钥进行解密，确保数据传输的安全性。
3. 数据库加密
数据库加密用于保护存储在数据库中的敏感数据，如用户密码、信用卡信息等。通常，密码需要使用哈希算法进行存储，以确保即使数据库泄露，也无法直接获取用户密码。
如何实现数据库加密
以下是一个使用bcrypt 进行密码哈希和验证的示例，采用 Python 语言和 bcrypt库：
importbcryptdefhash_password(password):#生成盐并哈希密码 salt = bcrypt.gensalt() hashed_password = bcrypt.hashpw(password.encode('utf-8'), salt) returnhashed_passworddef check_password(password, hashed_password): #验证密码returnbcrypt.checkpw(password.encode('utf-8'), hashed_password)password ="SecurePassword123"hashed_password=hash_password(password)print(f"Hashed Password: {hashed_password}")#验证密码is_correct = check_password(password, hashed_password)print(f"Password is correct: {is_correct}")
解释
- 生成盐并哈希密码：使用
bcrypt.gensalt()生成一个随机盐，并将其与密码一起进行哈希。 - 验证密码：使用
bcrypt.checkpw()验证输入的密码是否与存储的哈希密码匹配。