基于python实现文件加密功能
这篇文章主要介绍了基于python实现文件加密功能,文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下
生活中，有时候我们需要对一些重要的文件进行加密，Python提供了诸如hashlib，base64等便于使用的加密库。
但对于日常学习而言，我们可以借助异或操作，实现一个简单的文件加密程序，从而强化自身的编程能力。
基础知识
在Python中异或操作符为：^，也可以记作XOR。按位异或的意思是：相同值异或为0，不同值异或为1。具体来讲，有四种可能：0^0=0，0^1=1,1^0=1,1^1=0。我们还可总结出规律（A为0或1）：0和A异或为A本身；1和A异或为A反。
让我们想看看一位二进制数满足的性质：
一位二进制数与自身的异或值为0
b^b=0
异或操作满足交换律
a^b^c=a^(b^c)=(a^b)^c
0与a的异或为a
(a^b)^b=a^(b^b)=a^0=a
易知，对任意长二进制数都满足上述性质。
原理
通过了解异或操作的性质，加密原理就非常清晰了。
加密操作：
首先将文件转换成二进制数，再生成与该二进制数等长的随机密钥，将二进制数与密钥进行异或操作，得到加密后的二进制数。
解密操作：
将加密后的二进制程序与密钥进行异或操作，就得到原二进制数，最后将原二进制数恢复成文本文件。
生成随机密钥：
secrets库是Python3.6引入的伪随机数模块，适合生成随机密钥。token_bytes函数接受一个int参数，用于指定随机字节串的长度。int.from_bytes把字节串转换为int，也就是我们需要的二进制数。
fromsecretsimporttoken_bytes defrandom_key(length): key=token_bytes(nbytes=length) key_int=int.from_bytes(key,'big') returnkey_int
加密单元:
encrypt函数接受一个str对象，返回元组(int,int)。通过encode方法，我们将字符串编码成字节串。int.from_bytes函数将字节串转换为int对象。最后对二进制对象和随机密钥进行异或操作，就得到了加密文本。
defencrypt(raw): raw_bytes=raw.encode() raw_int=int.from_bytes(raw_bytes,'big') key_int=random_key(len(raw_bytes)) returnraw_int^key_int,key_int
解密单元：
decrypt接受两个int对象，分别为加密文本和随机密钥。首先对两者进行异或操作，计算解密出来的int对象所占比特数。decrypted.bit_length函数得到的是二进制数的位数，除以8可以得到所占比特大小。为了防止，1~7位的二进制数整除8得到0，所以要加上7，然后再进行整除8的操作。使用int.to_bytes函数将解密之后的int的对象转换成bytes对象。最后通过decode方法，将字节串转换成字符串。
defdecrypt(encrypted,key_int): decrypted=encrypted^key_int length=(decrypted.bit_length()+7)//8 decrypted_bytes=int.to_bytes(decrypted,length,'big') returndecrypted_bytes.decode()
利用上述函数，我们可以很轻松对文本文件进行加密、解密操作。
>>>raw='画图省识春风面，环珮空归夜月魂' >>>encrypted=encrypt(raw) >>>encrypted (217447100157746604585..., 9697901906831571319...) >>>decrypt(*encrypted) '画图省识春风面，环珮空归夜月魂'
加密文本文件
path为待加密文件的地址，如果不指定密钥地址，则在该目录下新建目录和文件。
importjson
frompathlibimportPath
defencrypt_file(path,key_path=None,*,encoding='utf-8'):
path=Path(path)
cwd=path.cwd()/path.name.split('.')[0]
path_encrypted=cwd/path.name
ifkey_pathisNone:
key_path=cwd/'key'
ifnotcwd.exists():
cwd.mkdir()
path_encrypted.touch()
key_path.touch()
withpath.open('rt',encoding=encoding)asf1,\
path_encrypted.open('wt',encoding=encoding)asf2,\
key_path.open('wt',encoding=encoding)asf3:
encrypted,key=encrypt(f1.read())
json.dump(encrypted,f2)
json.dump(key,f3)
解密文件
#Python学习群592539176
defdecrypt_file(path_encrypted,key_path=None,*,encoding='utf-8'):
path_encrypted=Path(path_encrypted)
cwd=path_encrypted.cwd()
path_decrypted=cwd/'decrypted'
ifnotpath_decrypted.exists():
path_decrypted.mkdir()
path_decrypted/=path_encrypted.name
path_decrypted.touch()
ifkey_pathisNone:
key_path=cwd/'key'
withpath_encrypted.open('rt',encoding=encoding)asf1,\
key_path.open('rt',encoding=encoding)asf2,\
path_decrypted.open('wt',encoding=encoding)asf3:
decrypted=decrypt(json.load(f1),json.load(f2))
f3.write(decrypted)
执行完加密、解密文件操作，得到的解密文件与原文件相同，示意图如下：
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