Python 的加密庫入門

密碼學俱樂部的第一條規則是：永遠不要自己發明密碼系統。密碼學俱樂部的第二條規則是：永遠不要自己實現密碼系統：在現實世界中，在實現以及設計密碼系統階段都找到過許多漏洞。

Python 中的一個有用的基本加密庫就叫做 cryptography。它既是一個「安全」方面的基礎庫，也是一個「危險」層。「危險」層需要更加小心和相關的知識，並且使用它很容易出現安全漏洞。在這篇介紹性文章中，我們不會涵蓋「危險」層中的任何內容！

cryptography 庫中最有用的高級安全功能是一種 Fernet 實現。Fernet 是一種遵循最佳實踐的加密緩衝區的標準。它不適用於非常大的文件，如千兆位元組以上的文件，因為它要求你一次載入要加密或解密的內容到內存緩衝區中。

Fernet 支持 對稱 symmetric （即 密鑰 secret key ）加密方式*：加密和解密使用相同的密鑰，因此必須保持安全。

生成密鑰很簡單：

>>> k = fernet.Fernet.generate_key()
>>> type(k)
<class &apos;bytes&apos;>

這些位元組可以寫入有適當許可權的文件，最好是在安全的機器上。

有了密鑰後，加密也很容易：

>>> frn = fernet.Fernet(k)
>>> encrypted = frn.encrypt(b"x marks the spot")
>>> encrypted[:10]
b'gAAAAABb1'

如果在你的機器上加密，你會看到略微不同的值。不僅因為（我希望）你生成了和我不同的密鑰，而且因為 Fernet 將要加密的值與一些隨機生成的緩衝區連接起來。這是我之前提到的「最佳實踐」之一：它將阻止對手分辨哪些加密值是相同的，這有時是攻擊的重要部分。

解密同樣簡單：

>>> frn = fernet.Fernet(k)
>>> frn.decrypt(encrypted)
b'x marks the spot'

請注意，這僅加密和解密位元組串。為了加密和解密文本串，通常需要對它們使用 UTF-8 進行編碼和解碼。

20 世紀中期密碼學最有趣的進展之一是 公鑰 public key 加密。它可以在發布加密密鑰的同時而讓解密密鑰保持保密。例如，它可用於保存伺服器使用的 API 密鑰：伺服器是唯一可以訪問解密密鑰的一方，但是任何人都可以保存公共加密密鑰。

雖然 cryptography 沒有任何支持公鑰加密的安全功能，但 PyNaCl 庫有。PyNaCl 封裝並提供了一些很好的方法來使用 Daniel J. Bernstein 發明的 NaCl 加密系統。

NaCl 始終同時 加密 encrypt 和 簽名 sign 或者同時 解密 decrypt 和 驗證簽名 verify signature 。這是一種防止 基於可伸縮性 malleability-based 的攻擊的方法，其中攻擊者會修改加密值。

加密是使用公鑰完成的，而簽名是使用密鑰完成的：

>>> from nacl.public import PrivateKey, PublicKey, Box
>>> source = PrivateKey.generate()
>>> with open("target.pubkey", "rb") as fpin:
... target_public_key = PublicKey(fpin.read())
>>> enc_box = Box(source, target_public_key)
>>> result = enc_box.encrypt(b"x marks the spot")
>>> result[:4]
b'xe2x1c0xa4'

解密顛倒了角色：它需要私鑰進行解密，需要公鑰驗證簽名：

>>> from nacl.public import PrivateKey, PublicKey, Box
>>> with open("source.pubkey", "rb") as fpin:
... source_public_key = PublicKey(fpin.read())
>>> with open("target.private_key", "rb") as fpin:
... target = PrivateKey(fpin.read())
>>> dec_box = Box(target, source_public_key)
>>> dec_box.decrypt(result)
b'x marks the spot'

最後，PocketProtector 庫構建在 PyNaCl 之上，包含完整的密鑰管理方案。

via: https://opensource.com/article/19/4/cryptography-python

作者：Moshe Zadka 選題：lujun9972 譯者：geekpi 校對：wxy

本文由 LCTT 原創編譯，Linux中國 榮譽推出

本文轉載來自 Linux 中國: https://github.com/Linux-CN/archive