Python implementa cifrado y descifrado de archivos simples

Tabla de contenido

1. Conocimientos básicos

2. Algoritmo de cifrado y descifrado

1. Importe la biblioteca en tiempo de ejecución

2. Definir la función de generación de claves.

3. Definir unidades de cifrado y descifrado.

4. Cifrar archivos

5. Descifrar archivos

3. Prueba

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1. Conocimientos básicos

El operador XOR en Python es ^, también registrado como XOR. El resultado de XOR bit a bit es: cuando los valores son iguales, el XOR es 0, cuando los valores son diferentes, el XOR es 1. Hay cuatro situaciones en total: 0 ^ 0 = 0, 0 ^ 1 = 1, 1 ^ 0 = 1, 1 ^ 1 = 0. Se pueden realizar operaciones simples de cifrado y descifrado en archivos usando XOR.

Operación de cifrado: primero convierta el archivo en un número binario y luego genere aleatoriamente una clave con la misma longitud que el número binario. Realice una operación XOR en el número binario del archivo y la clave para obtener el número binario cifrado y almacenarlo. como un archivo cifrado. .

Operación de descifrado: XOR el archivo binario cifrado con la clave para obtener el número binario original y luego restaurar el número binario original en el archivo.

2. Algoritmo de cifrado y descifrado

1. Importe la biblioteca en tiempo de ejecución

import json
from pathlib import Path
from secrets import token_bytes
import argparse

2. Definir la función de generación de claves.

def random_key(length):
    key = token_bytes(nbytes=length)            #根据指定长度生成随机密钥
    key_int = int.from_bytes(key, 'big')        #将byte转换为int
    return key_int

3. Definir unidades de cifrado y descifrado.

def encrypt(raw):                                    #加密单元
    raw_bytes = raw.encode()                         #将字符串编码成字节串
    raw_int = int.from_bytes(raw_bytes, 'big')       #将byte转换成int
    key_int = random_key(len(raw_bytes))             #根据长度生成密钥
    return raw_int ^ key_int, key_int         #将密钥与文件异或，返回异或后的结果和密钥

def decrypt(encrypted, key_int):                             #解密单元
    decrypted = encrypted ^ key_int                          #将加密后的文件与密钥异或
    length = (decrypted.bit_length() + 7) // 8               #计算所占比特大小
    decrypted_bytes = int.to_bytes(decrypted, length, 'big') #将int转换回byte
    return decrypted_bytes.decode()                          #解码后返回

4. Cifrar archivos

def encrypt_file(path, key_path=None, *, encoding='utf-8'):    #参数path指定文件地址
    path = Path(path)
    cwd = path.cwd() / path.name.split('.')[0]
    path_encrypted = cwd / path.name
    if key_path is None:
        key_path = cwd / 'key'
    if not cwd.exists():
        cwd.mkdir()
        path_encrypted.touch()
        key_path.touch()

    //打开文件并将内容写入
    with path.open('rt', encoding=encoding) as f1, \
            path_encrypted.open('wt', encoding=encoding) as f2, \
            key_path.open('wt', encoding=encoding) as f3:
        encrypted, key = encrypt(f1.read())
        json.dump(encrypted, f2)
        json.dump(key, f3)

5. Descifrar archivos

def decrypt_file(path_encrypted, key_path=None, *, encoding='utf-8'):
    path_encrypted = Path(path_encrypted)
    cwd = path_encrypted.cwd()
    path_decrypted = cwd / 'decrypted'
    if not path_decrypted.exists():
        path_decrypted.mkdir()
        path_decrypted /= path_encrypted.name
        path_decrypted.touch()
    if key_path is None:
        key_path = cwd / 'key'
    with path_encrypted.open('rt', encoding=encoding) as f1, \
            key_path.open('rt', encoding=encoding) as f2, \
            path_decrypted.open('wt', encoding=encoding) as f3:
        decrypted = decrypt(json.load(f1), json.load(f2))
        f3.write(decrypted)

3. Prueba

Coloque el archivo a cifrar en el mismo directorio que el archivo py y ejecute lo siguiente para cifrar 1.txt.

encrypt_file("D:/PyCharm Community Edition 2021.3.2/Workplace/encryption/1.txt")

 Coloque el archivo y la clave que se van a descifrar en el mismo directorio que el archivo py y ejecute lo siguiente para descifrar y restaurar 1.txt.

decrypt_file("D:/PyCharm Community Edition 2021.3.2/Workplace/encryption/1.txt")