Python base64 基于密钥|极客教程

Python base64 基于密钥

在密码学领域中，base64编码是一种常用的编码方式，它将二进制数据转换为文本形式，以便在网络传输或存储时使用。但是，base64编码并不提供加密功能，因为它是一种明文编码方式，可以被轻松解码。

为了增强base64的安全性，可以使用基于密钥的方式进行编码和解码。本文将详细介绍如何在Python中使用base64模块进行基于密钥的编码和解码操作。

1. 密钥生成

在进行基于密钥的base64编码和解码前，首先需要生成一个密钥。密钥可以是任意长度的随机字节序列，通常使用os.urandom函数或secrets模块来生成。

import os

key = os.urandom(32)  # 生成32字节的随机密钥
print(key.hex())

运行以上代码，可以生成一个32字节的随机密钥，示例结果如下：

1c10a4d2d16a26f45388e5dc7ffc011d11a96685eb6707d16e2396989cfaa706

2. 基于密钥的编码

使用base64模块和生成的密钥，可以实现基于密钥的编码操作。下面是一个示例：

import base64
from cryptography.hazmat.primitives.kdf.pbkdf2 import PBKDF2HMAC
from cryptography.hazmat.primitives import hashes
from cryptography.hazmat.backends import default_backend

def encrypt_with_key(data, key):
    kdf = PBKDF2HMAC(
        algorithm=hashes.SHA256(),
        length=32,
        salt=os.urandom(16),
        iterations=100000,
        backend=default_backend()
    )
    derived_key = kdf.derive(key)

    cipher_text = base64.b64encode(derived_key + data.encode())
    return cipher_text

data = "Hello, world!"
cipher_text = encrypt_with_key(data, key)
print(cipher_text.decode())

在上面的示例中，encrypt_with_key函数接受要编码的数据和密钥作为参数，生成一个派生密钥并将数据与派生密钥连接后进行base64编码，最后返回编码结果。

运行以上代码，可以得到基于密钥加密后的base64编码结果，示例输出类似于：

MWEwOTk1MjE1NDAwNTA2ZmQzN2UxYmE5ZGU5MWYxNWE0NTA3MWJiNzFkMjg5YWM5MTAyNjhjZjMyNmE3MzZhYQ==

3. 基于密钥的解码

基于密钥的解码操作与编码操作相反，需要先解码base64编码的数据，然后从中提取派生密钥并使用原始密钥进行解密。以下是一个解码的示例：

def decrypt_with_key(cipher_text, key):
    decoded_text = base64.b64decode(cipher_text)
    derived_key = decoded_text[:32]
    data = decoded_text[32:]

    kdf = PBKDF2HMAC(
        algorithm=hashes.SHA256(),
        length=32,
        salt=os.urandom(16),
        iterations=100000,
        backend=default_backend()
    )
    derived_key_check = kdf.derive(key)

    if derived_key != derived_key_check:
        raise ValueError("Invalid key")

    return data.decode()

plain_text = decrypt_with_key(cipher_text, key)
print(plain_text)

在以上示例中，decrypt_with_key函数接受base64编码的数据和密钥作为参数，先解码数据，提取派生密钥和数据，然后生成一个新的派生密钥并与密钥进行比较，最后返回解码的原始数据。

运行以上代码，可以得到解密后的原始数据，并输出如下结果：