python文件如何加密文件

Python文件加密的几种方式包括：使用对称加密算法如AES、使用非对称加密算法如RSA、结合使用密码学库如PyCryptodome。对于初学者，推荐使用AES对称加密，因为它相对简单且高效。AES加密需要一个密钥和初始化向量（IV），通过这些，文件内容可以转换为密文，确保只有持有正确密钥的人才能解密查看原始内容。接下来将详细介绍如何使用AES算法进行文件加密。

一、AES对称加密

AES（Advanced Encryption Standard）是一种常用的对称加密算法，能够有效保护文件内容。要使用AES进行文件加密，你需要安装一个支持AES加密的Python库，如PyCryptodome。

安装和导入库

首先，确保你已经安装了PyCryptodome库。可以通过pip命令进行安装：

pip install pycryptodome

安装完成后，你可以在你的Python脚本中导入必要的模块。

from Crypto.Cipher import AES
from Crypto.Random import get_random_bytes
import os

生成密钥和初始化向量

AES加密需要一个密钥和一个初始化向量（IV）。密钥通常为16、24或32字节长，而IV通常为16字节长。你可以使用PyCryptodome中的get_random_bytes函数生成这些随机字节。

key = get_random_bytes(16)  # 生成16字节的密钥
iv = get_random_bytes(16)   # 生成16字节的初始化向量

加密文件

在加密过程中，首先需要读取文件内容，然后使用AES算法加密。AES加密要求输入数据的长度是块大小的倍数，因此在加密之前，通常需要对数据进行填充。

def encrypt_file(file_path, key, iv):
    with open(file_path, 'rb') as f:
        plaintext = f.read()
    # 填充数据到块大小的倍数
    padding_length = AES.block_size - len(plaintext) % AES.block_size
    plaintext += bytes([padding_length]) * padding_length
    cipher = AES.new(key, AES.MODE_CBC, iv)
    ciphertext = cipher.encrypt(plaintext)
    with open(file_path + '.enc', 'wb') as f:
        f.write(iv + ciphertext)
encrypt_file('example.txt', key, iv)

解密文件

解密过程与加密过程相反。首先读取密文和IV，然后使用AES解密，并去除填充的数据。

def decrypt_file(file_path, key):
    with open(file_path, 'rb') as f:
        iv = f.read(16)
        ciphertext = f.read()
    cipher = AES.new(key, AES.MODE_CBC, iv)
    plaintext = cipher.decrypt(ciphertext)
    # 去除填充的数据
    padding_length = plaintext[-1]
    plaintext = plaintext[:-padding_length]
    with open(file_path[:-4], 'wb') as f:
        f.write(plaintext)
decrypt_file('example.txt.enc', key)

二、RSA非对称加密

RSA是一种非对称加密算法，通常用于加密小块数据，例如加密对称密钥。它使用公钥加密和私钥解密。

生成RSA密钥对

首先需要生成一对RSA密钥。可以使用PyCryptodome生成密钥对。

from Crypto.PublicKey import RSA
def generate_rsa_keys():
    key = RSA.generate(2048)
    private_key = key.export_key()
    public_key = key.publickey().export_key()
    return private_key, public_key
private_key, public_key = generate_rsa_keys()

加密数据

使用公钥加密数据，通常是加密对称密钥。

from Crypto.Cipher import PKCS1_OAEP
from Crypto.PublicKey import RSA
def rsa_encrypt(data, public_key):
    rsa_key = RSA.import_key(public_key)
    cipher = PKCS1_OAEP.new(rsa_key)
    return cipher.encrypt(data)
encrypted_key = rsa_encrypt(key, public_key)

解密数据

使用私钥解密数据。

def rsa_decrypt(encrypted_data, private_key):
    rsa_key = RSA.import_key(private_key)
    cipher = PKCS1_OAEP.new(rsa_key)
    return cipher.decrypt(encrypted_data)
decrypted_key = rsa_decrypt(encrypted_key, private_key)

三、结合使用AES和RSA

在实际应用中，常常将AES和RSA结合使用：用AES加密文件内容，用RSA加密AES密钥。这样可以保证数据的安全性和加密效率。