Python 中的 AES 加密功能

AES 加密的基本概念

AES（Advanced Encryption Standard）是一种对称加密算法，广泛应用于数据加密。它支持 128、192 和 256 位密钥长度，通常需要配合加密模式（如 CBC、ECB）和填充方式（如 PKCS7）使用。

安装必要的库

Python 中可以使用 pycryptodome 库实现 AES 加密。安装命令如下：

pip install pycryptodome

AES 加密示例代码

以下是一个完整的 AES 加密和解密示例，使用 CBC 模式和 PKCS7 填充：

from Crypto.Cipher import AES
from Crypto.Util.Padding import pad, unpad
from Crypto.Random import get_random_bytes
import base64

# 加密函数
def aes_encrypt(plaintext, key):
    iv = get_random_bytes(16)  # 生成随机初始化向量
    cipher = AES.new(key, AES.MODE_CBC, iv)
    ciphertext = cipher.encrypt(pad(plaintext.encode('utf-8'), AES.block_size))
    return base64.b64encode(iv + ciphertext).decode('utf-8')

# 解密函数
def aes_decrypt(ciphertext, key):
    data = base64.b64decode(ciphertext)
    iv = data[:16]  # 提取初始化向量
    ciphertext = data[16:]
    cipher = AES.new(key, AES.MODE_CBC, iv)
    plaintext = unpad(cipher.decrypt(ciphertext), AES.block_size)
    return plaintext.decode('utf-8')

# 测试
key = get_random_bytes(32)  # 256 位密钥
plaintext = "Hello, AES!"
encrypted = aes_encrypt(plaintext, key)
decrypted = aes_decrypt(encrypted, key)

print("加密结果:", encrypted)
print("解密结果:", decrypted)

关键参数说明

• 密钥长度：AES 支持 128、192 和 256 位密钥，分别对应 16、24 和 32 字节。
• 初始化向量（IV）：CBC 模式需要随机生成的 IV，长度与块大小（16 字节）一致。
• 填充方式：PKCS7 是常用填充方式，确保数据长度是块大小的整数倍。

其他加密模式

除了 CBC，还可以使用其他模式如 ECB（不推荐）、GCM（带认证）等。例如 GCM 模式代码片段：

cipher = AES.new(key, AES.MODE_GCM)
ciphertext, tag = cipher.encrypt_and_digest(plaintext.encode('utf-8'))

注意事项

• 密钥管理：密钥需要安全存储，避免硬编码在代码中。
• 模式选择：ECB 模式不安全，推荐使用 CBC 或 GCM。
• 数据编码：加密后的二进制数据通常需通过 Base64 编码转换为字符串。

通过以上代码和说明，可以快速实现 Python 中的 AES 加密功能。