目次
1. 基礎知識
Python の XOR 演算子は ^ であり、XOR としても記録されます。ビット単位の XOR の結果は、値が同じ場合は XOR が 0、値が異なる場合は XOR が 1 になります。合計の状況: 0 ^ 0 = 0 、0 ^ 1 = 1、1 ^ 0 = 1、1 ^ 1 = 0。XOR を使用して、ファイルに対して単純な暗号化および復号化操作を実行できます。
暗号化操作: まずファイルをバイナリ数値に変換し、次にそのバイナリ数値と同じ長さのキーをランダムに生成し、ファイルのバイナリ数値とキーに対して XOR 演算を実行して、暗号化されたバイナリ数値を取得して保存します。暗号化されたファイルとして。
復号化操作: 暗号化されたバイナリ ファイルとキーを XOR して元のバイナリ番号を取得し、元のバイナリ番号をファイルに復元します。
2. 暗号化および復号化アルゴリズム
1. ランタイムライブラリをインポートする
import json
from pathlib import Path
from secrets import token_bytes
import argparse2. 鍵生成関数を定義する
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_int3. 暗号化ユニットと復号化ユニットを定義する
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. ファイルを暗号化する
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. ファイルを復号化する
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. テスト
暗号化するファイルをpyファイルと同じディレクトリに置き、以下を実行して1.txtを暗号化します。
encrypt_file("D:/PyCharm Community Edition 2021.3.2/Workplace/encryption/1.txt")
復号化するファイルとキーをpyファイルと同じディレクトリに配置し、以下を実行して1.txtを復号して復元します。
decrypt_file("D:/PyCharm Community Edition 2021.3.2/Workplace/encryption/1.txt")