Python의 Rake-comb 암호화 알고리즘: 유형 및 애플리케이션 시나리오

가역적 암호화 알고리즘(대칭형 암호화)

암호화 알고리즘은 원본 데이터를 암호화된 데이터로 변환하는 방법입니다. 암호화 알고리즘의 다양한 특성에 따라 가역적 암호화 알고리즘과 비가역적 암호화 알고리즘으로 나눌 수 있습니다.

가역 암호화 알고리즘은 대칭 암호화 알고리즘이라고도 하며 암호화 및 복호화 프로세스는 동일한 키를 사용합니다. 이 알고리즘에서는 암호화된 데이터를 복호화 알고리즘을 통해 원본 데이터로 복원할 수 있습니다. 이 알고리즘은 컴퓨터의 하드 드라이브에 저장된 파일이나 네트워크를 통해 전송되는 데이터와 같은 데이터의 기밀성을 보호하는 데 자주 사용됩니다.

솔직하게 말하면 전송 과정에서 데이터가 암호화되어 실제로 비즈니스에 사용될 때는 여전히 일반 텍스트가 사용됩니다.

예를 들어 AES 암호화 알고리즘을 사용하여 파일을 암호화합니다:

from Crypto.Cipher import AES  
import os  
# 生成一个16字节的密钥  
key = os.urandom(16)  
# 初始化加密算法  
cipher = AES.new(key, AES.MODE_EAX)  
# 读取要加密的文件  
with open('plaintext.txt', 'rb') as f:  
    plaintext = f.read()  
# 对文件进行加密  
ciphertext, tag = cipher.encrypt_and_digest(plaintext)  
# 将加密后的文件保存到磁盘上  
with open('ciphertext.txt', 'wb') as f:  
    f.write(cipher.nonce)  
    f.write(tag)  
    f.write(ciphertext)

또는 DES 알고리즘을 사용합니다:

from Crypto.Cipher import DES  
# 生成一个8字节的密钥  
key = b'secretke'  
# 初始化加密算法  
cipher = DES.new(key, DES.MODE_ECB)  
# 要加密的字符串  
plaintext = b'Hello, World!'  
# 对字符串进行加密  
ciphertext = cipher.encrypt(plaintext)  
# 将加密后的字符串转换为十六进制格式并输出  
print(ciphertext.hex())

네트워크 전송 분야에서는 일반적으로 JWT 토큰 암호화 프로세스에서 대칭 암호화가 사용됩니다.

class MyJwt:  
    def __init__(self):  
        # 密钥  
        self.secret = "1234"  
    # 加密方法(加入生命周期)  
    def encode_time(self,userinfo,lifetime=300):  
        # 单独声明载荷playload  
        playload = {  
            'exp':(datetime.datetime.now()+datetime.timedelta(seconds=lifetime)).timestamp(),  
            'data':userinfo  
        }  
        res = jwt.encode(playload,self.secret,algorithm='HS256')  
        return res  
    # 加密方法  
    async def encode(self,userinfo):  
        res = jwt.encode(userinfo,self.secret,algorithm='HS256')  
        return res  
    # 解密算法  
    async def decode(self,jwt_str):  
        res = jwt.decode(jwt_str,self.secret,algorithms=['HS256'])  
        return res

실제로 이 경우 특정 시나리오에 적합한 암호화 알고리즘과 키 길이를 선택하고 키를 보호하기 위한 적절한 보안 조치를 취해야 합니다. 왜냐하면 가역 암호화 알고리즘의 경우 일단 비밀 키가 유출되면 그 결과는 치명적일 수 있기 때문입니다.

되돌릴 수 없는 암호화 알고리즘(해시)

되돌릴 수 없는 암호화(해시 알고리즘이라고도 함)는 일반적으로 비밀번호나 데이터의 보안을 보장하기 위해 비밀번호나 데이터를 암호화하거나 확인하는 데 사용됩니다. 해시 알고리즘은 대칭암호나 비대칭암호에 비해 암호화나 복호화에 키가 필요하지 않아 편리하고 효율적이지만, 암호화된 결과가 생성되면 원본 데이터를 복구할 수 없습니다. 되돌릴 수 없는 암호화 알고리즘 가장 일반적인 응용 시나리오는 사용자의 일반 텍스트 비밀번호를 암호문으로 암호화하는 것입니다.

예를 들어 SHA-256 해시 알고리즘을 사용하여 데이터를 암호화합니다.

import hashlib  
# 加密数据  
message = b'hello world'  
hash_object = hashlib.sha256(message)  
encrypted_data = hash_object.hexdigest()  
print(encrypted_data)

또는 bcrypt 알고리즘을 사용하여 비밀번호를 암호화합니다.

import bcrypt  
# 加密密码  
password = b'mysecretpassword'  
salt = bcrypt.gensalt()  
hashed_password = bcrypt.hashpw(password, salt)  
# 验证密码  
password_to_check = b'mysecretpassword'  
if bcrypt.checkpw(password_to_check, hashed_password):  
    print("Password is valid!")  
else:  
    print("Invalid password.")

또는 scrypt 알고리즘을 사용하여 비밀번호를 암호화합니다.

import scrypt  
# 加密密码  
password = b'mysecretpassword'  
salt = b'saltsaltsalt'  
encrypted_password = scrypt.hash(password, salt, N=16384, r=8, p=1)  
# 验证密码  
password_to_check = b'mysecretpassword'  
if scrypt.hash(password_to_check, salt, N=16384, r=8, p=1) == encrypted_password:  
    print("Password is valid!")  
else:  
    print("Invalid password.")

원칙은 비슷합니다. 둘 다 원본 데이터는 해시 알고리즘을 기반으로 고정 길이 암호문에 매핑됩니다. 비가역 암호화(해시 알고리즘)는 단방향 암호화 방식이므로 복호화를 통해 원본 데이터를 복구할 수 없으므로 해시를 무차별적으로 크랙합니다. 알고리즘은 일반적으로 수많은 가능성을 소진하여 원본 데이터와 일치시키려고 합니다.

import hashlib  
# 加载包含密码列表的文件  
with open('passwords.txt', 'r') as f:  
    passwords = f.read().splitlines()  
# 加载哈希值  
hash_value = '5d41402abc4b2a76b9719d911017c592'  
# 尝试匹配密码  
for password in passwords:  
    if hashlib.md5(password.encode()).hexdigest() == hash_value:  
        print(f"Password found: {password}")  
        break  
else:  
    print("Password not found.")

소위 인터넷의 데이터베이스는 "데이터 기반 해제"였습니다. 실제로 유출된 것은 암호문이었고 해커는 MD5를 사용했습니다. 비밀번호 일치를 시도하는 해시 알고리즘입니다. 비밀번호 일치에 성공하면 일치하는 비밀번호가 출력되고, 그렇지 않으면 비밀번호를 찾을 수 없습니다. 물론, 비밀번호를 저장하기 위해 일반 텍스트를 사용하는 CSDN과 같은 이상한 공연 예술은 일반적인 현상으로 간주될 수 없습니다.

그러나 사실 소위 "완전"이라는 것은 진정한 의미에서 완전하지 않습니다. 인간은 이러한 규칙에 따라 생년월일, 휴대폰 번호 등의 비밀번호를 설정하기 때문입니다. 지인이라면 되돌릴 수 없는 암호화를 통해 쉽게 복구할 수 있습니다. 따라서 해커가 비밀번호를 "시험"하는 것을 방지하기 위해 비밀번호는 먼저 길어야 하며 숫자, 대문자, 소문자 및 기호를 포함하여 비밀번호의 가능성을 최대화해야 합니다. 숫자의 경우 10가지, 소문자의 경우 26가지, 대문자의 경우 26가지, 기호의 경우 34가지 가능성이 있으며 길이가 16자리이고 비트 임의인 경우 가능한 비밀번호는 96의 16제곱인 6이 될 수 있습니다. , 이것이 시도된다면 원숭이의 해가 될 것입니다:

마지막으로, 되돌릴 수 없는 암호화 알고리즘은 소금 값을 늘리고 반복 횟수를 늘려 암호문의 보안을 향상시킬 수도 있습니다. .

비대칭 암호화

비대칭 암호화도 암호화 알고리즘이지만 위에서 설명한 대칭 암호화 알고리즘과 달리 공개 키와 개인 키 쌍을 사용하여 데이터를 암호화하고 복호화합니다. 비대칭 암호화에서는 공개 키가 공개되어 누구나 이를 사용하여 데이터를 암호화할 수 있지만, 개인 키를 보유한 사람만이 데이터를 해독할 수 있습니다.

비대칭 암호화 알고리즘은 다음 시나리오에서 널리 사용됩니다.

보안 통신: 비대칭 암호화는 네트워크 전송 중 데이터 보안을 보호할 수 있습니다. 예를 들어 비대칭 암호화 알고리즘은 웹 사이트 간의 통신을 보호하기 위해 HTTPS 프로토콜에 사용됩니다. 그리고 사용자.

디지털 서명: 비대칭 암호화는 개인 키를 사용하여 파일이나 데이터에 서명하여 파일이나 데이터의 무결성과 신뢰성을 확인할 수 있습니다. 예를 들어 비대칭 암호화 알고리즘은 디지털 서명의 보안을 보호하기 위해 디지털 인증서에 사용됩니다.

인증: 비대칭 암호화는 SSH 로그인이나 원격 데스크톱과 같은 인증에 개인 키를 사용할 수 있으며, 신원 인증 및 암호화된 통신에는 공개 키를 사용할 수 있습니다.

Python3.10에서는 표준 라이브러리의 암호화 모듈을 사용하여 비대칭 암호화를 구현할 수 있습니다. 다음은 암호화 모듈을 사용하여 공개 키와 개인 키 쌍을 생성하는 예입니다.

from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import rsa, padding  
from cryptography.hazmat.primitives import serialization  
# 生成公私钥  
private_key = rsa.generate_private_key(public_exponent=65537, key_size=2048)  
public_key = private_key.public_key()  
# 将公钥和私钥保存到文件  
with open('private_key.pem', 'wb') as f:  
    f.write(private_key.private_bytes(  
        encoding=serialization.Encoding.PEM,  
        format=serialization.PrivateFormat.PKCS8,  
        encryption_algorithm=serialization.NoEncryption()))  
with open('public_key.pem', 'wb') as f:  
    f.write(public_key.public_bytes(  
        encoding=serialization.Encoding.PEM,  
        format=serialization.PublicFormat.SubjectPublicKeyInfo))

여기서는 rsa 모듈이 있습니다. 공개 키와 개인 키 쌍을 생성하는 데 사용됩니다. 직렬화 모듈을 사용하여 공개 키와 개인 키를 파일에 저장합니다. 실제 사용 시 공개키는 공개적으로 사용될 수 있으며, 개인키는 데이터 보안을 위해 안전한 곳에 보관해야 합니다.

결제 시스템에서는 비대칭 암호화가 널리 사용됩니다. 이 암호화 알고리즘 세트는 주로 결제 프로세스의 보안을 보장하기 위해 서명 및 서명 확인 작업을 생성하는 데 사용됩니다. Alipay 결제를 예로 들면:

 def sign(self, unsigned_string):  
        # 开始计算签名  
        key = self.app_private_key  
        signer = PKCS1_v1_5.new(key)  
        signature = signer.sign(SHA256.new(unsigned_string))  
        # base64 编码，转换为unicode表示并移除回车  
        sign = encodebytes(signature).decode("utf8").replace("\n", "")  
        return sign  
    def _verify(self, raw_content, signature):  
        # 开始计算签名  
        key = self.alipay_public_key  
        signer = PKCS1_v1_5.new(key)  
        digest = SHA256.new()  
        digest.update(raw_content.encode("utf8"))  
        if signer.verify(digest, decodebytes(signature.encode("utf8"))):  
            return True  
        return False

공개 키입니다. 서명을 생성하는 데 사용되며 개인 키는 서명을 확인하는 데 사용됩니다.

区块链与非对称加密

非对称加密在区块链领域中的应用非常广泛。区块链是一个去中心化的分布式账本系统，由于其去中心化的特点，任何人都可以加入网络并参与交易，因此需要使用非对称加密来保护数据的隐私和安全性。

以下是一些非对称加密在区块链领域中的应用：

数字签名：在区块链中，数字签名用于验证交易的真实性和完整性。数字签名的过程是使用私钥对交易数据进行签名，然后在交易中包含签名和公钥，其他人可以使用公钥验证交易的真实性和完整性。
共识算法：区块链中的共识算法用于确定哪些交易应该被添加到区块中。共识算法通常需要参与者提供一定数量的加密学证据，如哈希值或数字签名，以证明他们有权参与共识。
区块链钱包：区块链钱包是用于存储和管理数字货币的介质。钱包通常使用非对称加密来保护用户的私钥，确保用户的数字货币不被盗窃或篡改。

加密货币交易所：加密货币交易所是用于买卖数字货币的平台。交易所通常使用非对称加密来保护用户的身份信息和交易数据的安全性。

可以使用Python3.10来完成区块链中的数字签名，同样使用Python的加密库 cryptography 来生成公私钥对、签名和验证签名。下面是一个简单的示例代码：

from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import ec  
from cryptography.hazmat.primitives import serialization, hashes  
from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric.utils import encode_dss_signature, decode_dss_signature  
# 生成椭圆曲线公私钥对  
private_key = ec.generate_private_key(ec.SECP256K1())  
public_key = private_key.public_key()  
# 对数据进行签名  
data = b"hello, world"  
signature = private_key.sign(data, ec.ECDSA(hashes.SHA256()))  
# 将签名和数据一起传输  
signature_bytes = encode_dss_signature(*signature)  
data_with_signature = (data, signature_bytes)  
# 验证签名  
data, signature_bytes = data_with_signature  
signature = decode_dss_signature(signature_bytes)  
public_key.verify(signature, data, ec.ECDSA(hashes.SHA256()))

首先，我们使用 ec.generate_private_key(ec.SECP256K1()) 方法生成一个椭圆曲线私钥。然后，我们可以通过 private_key.public_key() 方法获取对应的公钥。

接着，我们使用私钥对数据进行签名。这里使用 SHA256 哈希算法来计算数据的哈希值，并使用 ECDSA 签名算法对哈希值进行签名。
随后，我们将签名和数据一起传输。在实际应用中，签名和数据通常都是以二进制数据的形式进行传输。
最后，我们可以使用公钥来验证签名。首先，我们需要将签名从字节数据解码为两个整数。然后，我们可以使用 public_key.verify() 方法来验证签名是否正确。如果签名正确，这个方法将不会抛出异常；否则，将会抛出 InvalidSignature 异常。

위 내용은 Python의 Rake-comb 암호화 알고리즘: 유형 및 애플리케이션 시나리오의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!