Python工具箱系列(十二)-有解無憂

在計算機世界里只有二進制，唯有人類才會對資料進行型別與價值判斷，例如，認為某些檔案是文本檔案、是WORD/EXCEL檔案或者是圖片，對于加密演算法來說也是一樣的，加解密演算法處理的只是位元組流，根本不關心所謂的檔案型別，對于檔案來說，存在以下基本操作： ◆ open ◆ close ◆ read ◆ write ◆ delete 在Unix世界中，更是將檔案這一概念發揮到極致，認為萬物都是檔案，都可以用基本類似的方式來打開，也就是所謂的原語，python也不例外，提供了內置的檔案操作函式，下面的代碼就演示了如何將word檔案進行加密，假設我們用WORD檔案寫了一段文字，內容如下圖所示，

這當然是一首曹操的名詩，我們使用AES演算法來加解密，AES是一種十分成熟、安全、國際通用的對稱密碼的加密解密演算法，供AES加密解密的重要引數就是密鑰，這個密鑰只是一個隨機字串，通常是128位或256位字長，AES加密解密所用的密鑰與其它密碼演算法沒有任何區別，廢話不說，直接上代碼，

import os
import struct
from Crypto.Cipher import AES
from Crypto.Util.Padding import pad, unpad

defaultsize = 64*1024

def encrypt_file(key, in_filename, out_filename=None, chunksize=defaultsize):
    """
    對檔案進行加密

    Args:
        key (str): 16位元組密鑰
        in_filename (str): 待加密檔案
        out_filename (str, optional): 加密后輸出的檔案
        chunksize (int, optional): 塊大小，預設64k
    """
    if not out_filename:
        out_filename = in_filename + '.enc'
    iv = os.urandom(16)
    encryptor = AES.new(key, AES.MODE_CBC, iv)
    filesize = os.path.getsize(in_filename)
    with open(in_filename, 'rb') as infile:
        with open(out_filename, 'wb') as outfile:
            outfile.write(struct.pack('<Q', filesize))
            outfile.write(iv)
            pos = 0
            while pos < filesize:
                chunk = infile.read(chunksize)
                pos += len(chunk)
                if pos == filesize:
                    chunk = pad(chunk, AES.block_size)
                outfile.write(encryptor.encrypt(chunk))


def decrypt_file(key, in_filename, out_filename=None, chunksize=defaultsize):
    """
    解密檔案

    Args:
        key (str): 16位元組密鑰
        in_filename (str): 待解密檔案
        out_filename (str, optional): 解密后輸出的檔案
        chunksize (int, optional): 塊大小，預設64K
    """
    if not out_filename:
        out_filename = in_filename + '.dec'
    with open(in_filename, 'rb') as infile:
        filesize = struct.unpack('<Q', infile.read(8))[0]
        iv = infile.read(16)
        encryptor = AES.new(key, AES.MODE_CBC, iv)
        with open(out_filename, 'wb') as outfile:
            encrypted_filesize = os.path.getsize(in_filename)
            pos = 8 + 16  # the filesize and IV.
            while pos < encrypted_filesize:
                chunk = infile.read(chunksize)
                pos += len(chunk)
                chunk = encryptor.decrypt(chunk)
                if pos == encrypted_filesize:
                    chunk = unpad(chunk, AES.block_size)
                outfile.write(chunk)

   
# 密鑰，隨便寫，使用時只使用前16位元組
key = 'stayhungrystayfoolish'

def test_enc():
    sourcefilename=r'../resources/神龜雖壽.docx'
    encrypt_file(key[:16].encode('utf-8'), sourcefilename)

def test_dec():
    sourcefilename=r'../resources/神龜雖壽.docx.enc'
    targetfilename=r'../resources/decrypt.docx'
    decrypt_file(key[:16].encode('utf-8'), sourcefilename,out_filename=targetfilename)
    
if __name__ == '__main__':
    test_enc()
    test_dec()

我們這里使用128位密鑰進行加解密，加密后的檔案微軟的WORD也打不開，內部結構已經完全改變，而解密后檔案與原檔案沒有區別，從代碼可以看出，本文提供的對檔案的加解密與檔案型別沒有關系，完全可以用此演算法對音樂、視頻等進行加解密，如果再配合使用QT等開發工具，可以進一步升級為易于使用的GUI界面的檔案加解密器，補充一點，上述的加解密演算法庫需要安裝對應的包，使用以下命令即可，

pip install PyCryptodome

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