对于AES和RSA的个人理解

最近学习爬虫 遇到一些加密的坑 然后了解到了AES和RSA  记录一下

AES

1.什么是AES

AES是一种对称的加密算法，运行要求低，不需要计算机有非常高的处理能力和大的内存， 加密速度很快；

对称加密是最快速、最简单的一种加密方式，加密（encryption）与解密（decryption）用的是同样的密钥（secret key）。

2.AES特点

1.最常用的对称加密算法

2.密钥建立时间短、灵敏性好、内存需求低

3.AES加密方式有五种：ECB, CBC, CTR, CFB, OFB；实际使用中，使用工作模式为CTR（最好用CBC去实现），此工作模式需要引入IV参数（16位的字节数组）

4.密钥长度有三种  分别是128 192 256，最长只有256bit ，其中192与256需要配置无政策限制权限文件（JDK6）

5.填充模式最常用的两种PKCS5Padding和PKCS7Padding，其中后者只有CBC独有。

6.加密和解密用到的密钥是相同的，这种加密方式加密速度非常快，适合经常发送数据的场合。

加密流程图：

明文p ： 没有经过加密的数据

密钥K：用来加密明文的密码，在对称加密算法中，加密的密钥和解密的密钥是相同的。密钥绝对不能泄露，否则会被获取还原密文，窃取数据

AES加密函数：  假设AES加密函数为A， 则C = A（K，P）， 其中P为明文， K为密钥， C为密文，也就是说把明文和密钥作为加密函数的参数输入，就会加密为密文。

AES解密函数：假设AES解密函数为B， 则 P = B（K， C）， 其中P为明文， K为密钥， C为密文，也就是说把密文和密钥作为解密函数的参数输入，就会解密还原回明文。

AES CBC加密解密样式代码：

Windows需要下载pycryptodome包      可以直接用pip install pycryptodome下载

from binascii import b2a_hex, a2b_hex

from Crypto.Cipher import AES

# 如果text不足16位的倍数就用空格补足为16位
def add_to_16(text):
    if len(text.encode('utf-8')) % 16:
        add = 16 - (len(text.encode('utf-8')) % 16)
    else:
        add = 0
    text = text + ('\0' * add)
    return text.encode('utf-8')

def encrypt(text):  # 加密函数
    key = ''.encode('utf-8')
    mode = AES.MODE_CBC
    iv = b'qqqqqqqqqqqqqqqq'
    text = add_to_16(text)
    cryptos = AES.new(key, mode, iv)
    cipher_text = cryptos.encrypt(text)
    # 因为AES加密后的字符串不一定是ascii字符集的，输出保存可能存在问题，所以这里转为16进制字符串
    return b2a_hex(cipher_text)

# 解密后，去掉补足的空格用strip() 去掉
def decrypt(text):  # 解密函数
    key = ''.encode('utf-8')
    iv = b'qqqqqqqqqqqqqqqq'
    mode = AES.MODE_CBC
    cryptos = AES.new(key, mode, iv)
    plain_text = cryptos.decrypt(a2b_hex(text))
    return bytes.decode(plain_text).rstrip('\0')

a = encrypt('')  # 返回加密后的数据
b = decrypt(a)  # 解密后的数据
print(a)
print(b)

RSA

1.什么是RSA

RSA是一种非对称加密算法，其加密方式比较特殊，需要两个密钥：公开密钥简称公钥（publickey）和私有密钥简称私钥（privatekey）。公钥加密，私钥解密；私钥加密，公钥解密。在移动开发中：公钥置于移动端，私钥置于服务端。

 

RSA 加密原理

步骤	说明	描述	备注
1	找出质数	P 、Q	-
2	计算公共模数	N = P * Q	-
3	欧拉函数	φ(N) = (P-1)(Q-1)	-
4	计算公钥E	1 < E < φ(N)	E的取值必须是整数 E 和 φ(N) 必须是互质数
5	计算私钥D	E * D % φ(N) = 1	-
6	加密	C ＝ M E mod N	C：密文 M：明文
7	解密	M ＝C D mod N	C：密文 M：明文

公钥＝(E , N) 
私钥＝(D, N)

对外，只暴露公钥。

 

公钥加密-私钥解密流程图：

 

私钥加密-公钥解密流程图：

RSA加解密样式代码：

需要下载rsa， pip install ras 下载

import rsa

# rsa加密
def rsaEncrypt(str):
    # 生成公钥、私钥
    (pubkey, privkey) = rsa.newkeys(512)
    # print("公钥:\n%s\n私钥:\n:%s" % (pubkey, privkey))
    # 明文编码格式
    content = str.encode("utf-8")
    # 公钥加密
    crypto = rsa.encrypt(content, pubkey)
    return (crypto, privkey)

# rsa解密
def rsaDecrypt(str, pk):
    # 私钥解密
    content = rsa.decrypt(str, pk)
    con = content.decode("utf-8")
    return con

if __name__ == "__main__":
    str, pk = rsaEncrypt("hello")
    print("加密后密文：\n%s" % str)
    content = rsaDecrypt(str, pk)
    print("解密后明文：\n%s" % content)

AES和RSA的效率问题：

RSA：解密速度随加密文件大小呈线性增长，远远低于加密速度
AES：加密后的文件大小两倍于源文件，解密速度两倍于加密速度，当文件过大时可能会对内存造成影响，需要另行处理

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