python代码AES对称加密无第三方库怎么实现

AES（Advanced Encryption Standard）是一种广泛使用的对称加密算法。实现Python代码中的AES对称加密，不使用任何第三方库，可以通过Python自带的Crypto.Cipher模块实现。这个模块提供了各种算法的接口，包括AES。使用Crypto.Cipher模块进行AES加密，需要遵循以下几个步骤：生成密钥、初始化向量（IV）、创建AES对象实例、数据填充（Padding）、加密以及解密。我们将专注于如何通过Python内置模块实现上述步骤，以保证代码不依赖于任何外部库。

一、生成密钥

在AES加密中，首先需要创建一个密钥，可以是16、24或32个字节长，对应于AES-128、AES-192和AES-256。密钥应当是随机生成的，以确保加密的安全性。

from Crypto.Random import get_random_bytes
def generate_key(key_length):
    return get_random_bytes(key_length)

二、初始化向量（IV）

初始化向量（IV）用于保证相同的明文在不同的加密操作中产生不同的密文，从而增强安全性。IV的长度通常与AES的块大小一致，即16个字节。

def generate_iv():
    return get_random_bytes(16)  # AES block size is 16 bytes

三、创建AES对象实例

使用密钥和IV创建一个AES对象实例，该实例将用于后续的加密和解密操作。

from Crypto.Cipher import AES
def create_aes_instance(key, iv):
    return AES.new(key, AES.MODE_CBC, iv)

四、数据填充（Padding）

AES加密要求数据的长度必须是块大小的倍数，如果数据长度不足，需要进行填充（Padding）。

from Crypto.Util.Padding import pad, unpad
def pad_data(data):
    return pad(data, AES.block_size)
def unpad_data(data):
    return unpad(data, AES.block_size)

五、加密过程

加密过程包括数据填充和实际的加密步骤。

def encrypt_data(data, key, iv):
    aes_instance = create_aes_instance(key, iv)
    padded_data = pad_data(data)
    encrypted_data = aes_instance.encrypt(padded_data)
    return encrypted_data

六、解密过程

解密过程包括实际的解密步骤以及去除填充数据。

def decrypt_data(encrypted_data, key, iv):
    aes_instance = create_aes_instance(key, iv)
    decrypted_padded_data = aes_instance.decrypt(encrypted_data)
    decrypted_data = unpad_data(decrypted_padded_data)
    return decrypted_data

七、整合函数及测试

最后，创建一个整合所有步骤的函数，并编写一个简单的测试例程。

def aes_encrypt_decrypt_test():
    key_length = 32  # AES-256
    key = generate_key(key_length)
    iv = generate_iv()
    original_data = b"This is a secret message."
    encrypted_data = encrypt_data(original_data, key, iv)
    decrypted_data = decrypt_data(encrypted_data, key, iv)
    assert original_data == decrypted_data, "Original data and decrypted data do not match!"
    print("Encryption and decryption were successful.")

将上述函数和测试代码放在同一个脚本文件中，并执行结果确保加密与解密过程正确无误。在实际应用中，请确保使用安全的随机数生成器生成密钥和IV，保护密钥的机密性，并且处理好所有可能的异常及错误情况。