python如何读加密文件

要读取加密文件，Python程序需要使用加密库来解密文件数据、常用库包括PyCrypto、cryptography、PyCryptodome等。解密过程包括选择正确的算法、使用正确的密钥和初始化向量(IV)、并确保文件读取和解密的安全性。

在此基础上，本文将详细探讨如何使用Python读取加密文件，涵盖加密文件的类型、如何选择和使用合适的加密库、以及处理加密文件过程中需要注意的安全性和性能问题。

一、加密文件的类型

加密文件可以分为对称加密和非对称加密两种类型：

对称加密：
- 定义：对称加密使用相同的密钥进行加密和解密。
- 常用算法：AES（Advanced Encryption Standard），DES（Data Encryption Standard），3DES等。
- 优点：速度快，适用于大数据量。
- 缺点：密钥管理复杂，密钥需要安全传输。
非对称加密：
- 定义：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。
- 常用算法：RSA（Rivest-Shamir-Adleman），ECC（Elliptic Curve Cryptography）等。
- 优点：密钥管理简单，公钥可以公开。
- 缺点：加解密速度慢，通常用于加密较小的数据。

二、选择合适的加密库

Python提供了多种加密库，可根据具体需求选择合适的库来处理加密文件。

PyCrypto（已不再维护）：
- 特性：提供多种加密算法的实现，包括AES、DES等。
- 注意：虽然功能强大，但已不再维护，建议使用其替代品PyCryptodome。
cryptography：
- 特性：现代化的加密库，提供对称和非对称加密算法，支持高级接口。
- 优点：易于使用，活跃维护，安全性高。
- 适用场景：推荐用于新项目。
PyCryptodome：
- 特性：PyCrypto的替代库，提供更丰富的功能和更好的安全性。
- 优点：与PyCrypto兼容，支持AES、DES、RSA等多种算法。
- 适用场景：适用于需要兼容PyCrypto的项目。

三、使用cryptography库读取加密文件

1. 安装cryptography库

在使用cryptography库前，需要确保其已安装，可以通过以下命令进行安装：

pip install cryptography

2. 使用AES对称加密读取文件

加密文件示例

from cryptography.hazmat.primitives.ciphers import Cipher, algorithms, modes
from cryptography.hazmat.backends import default_backend
import os
def encrypt_file(file_path, key):
    iv = os.urandom(16)  # 生成随机IV
    cipher = Cipher(algorithms.AES(key), modes.CFB(iv), backend=default_backend())
    encryptor = cipher.encryptor()
    with open(file_path, 'rb') as f:
        file_data = f.read()
    encrypted_data = encryptor.update(file_data) + encryptor.finalize()
    with open(file_path + '.enc', 'wb') as f:
        f.write(iv + encrypted_data)  # 将IV和加密数据一起保存
key = b'Sixteen byte key'  # AES密钥，长度必须为16字节
encrypt_file('example.txt', key)

解密文件示例

def decrypt_file(file_path, key):
    with open(file_path, 'rb') as f:
        iv = f.read(16)  # 提取IV
        encrypted_data = f.read()
    cipher = Cipher(algorithms.AES(key), modes.CFB(iv), backend=default_backend())
    decryptor = cipher.decryptor()
    decrypted_data = decryptor.update(encrypted_data) + decryptor.finalize()
    with open(file_path[:-4], 'wb') as f:  # 去除.enc后缀
        f.write(decrypted_data)
key = b'Sixteen byte key'
decrypt_file('example.txt.enc', key)

3. 使用RSA非对称加密读取文件

生成密钥对

from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import rsa
from cryptography.hazmat.primitives import serialization
def generate_rsa_keys():
    private_key = rsa.generate_private_key(
        public_exponent=65537,
        key_size=2048,
        backend=default_backend()
    )
    public_key = private_key.public_key()
    # 保存私钥
    with open("private_key.pem", "wb") as f:
        f.write(private_key.private_bytes(
            encoding=serialization.Encoding.PEM,
            format=serialization.PrivateFormat.TraditionalOpenSSL,
            encryption_algorithm=serialization.NoEncryption()
        ))
    # 保存公钥
    with open("public_key.pem", "wb") as f:
        f.write(public_key.public_bytes(
            encoding=serialization.Encoding.PEM,
            format=serialization.PublicFormat.SubjectPublicKeyInfo
        ))
generate_rsa_keys()

加密和解密文件

from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import padding
from cryptography.hazmat.primitives import hashes
def encrypt_file_rsa(file_path, public_key_path):
    with open(public_key_path, "rb") as f:
        public_key = serialization.load_pem_public_key(f.read(), backend=default_backend())
    with open(file_path, "rb") as f:
        file_data = f.read()
    encrypted_data = public_key.encrypt(
        file_data,
        padding.OAEP(
            mgf=padding.MGF1(algorithm=hashes.SHA256()),
            algorithm=hashes.SHA256(),
            label=None
        )
    )
    with open(file_path + ".enc", "wb") as f:
        f.write(encrypted_data)
def decrypt_file_rsa(file_path, private_key_path):
    with open(private_key_path, "rb") as f:
        private_key = serialization.load_pem_private_key(f.read(), password=None, backend=default_backend())
    with open(file_path, "rb") as f:
        encrypted_data = f.read()
    decrypted_data = private_key.decrypt(
        encrypted_data,
        padding.OAEP(
            mgf=padding.MGF1(algorithm=hashes.SHA256()),
            algorithm=hashes.SHA256(),
            label=None
        )
    )
    with open(file_path[:-4], "wb") as f:
        f.write(decrypted_data)
encrypt_file_rsa('example.txt', 'public_key.pem')
decrypt_file_rsa('example.txt.enc', 'private_key.pem')