使用python加密主機檔案几種方法實現

2023-02-10 06:01:03

資料加密是一種保護資料安全的技術，通過對資料進行編碼，使得未經授權的使用者無法讀取或改動資料。

加密是通過使用加密演演算法和金鑰實現的。加密演演算法是一種特定的演演算法，可以將資料編碼成不可讀的形式，金鑰是一串字串，用於控制加密和解密的過程。加密後的資料只能使用對應的金鑰解密。

加密在保護資料的安全性方面非常重要，尤其是在網際網路和移動裝置環境中，使用者的隱私資料容易遭到駭客的攻擊。加密技術不僅可以保護資料的隱私，還可以保護資料的完整性，確保資料不被篡改。

在企業環境中，資料加密也被廣泛應用於保護公司資料的安全。從合同到祕密檔案，加密技術可以保護公司資料不被未經授權的人員檢視。

總的來說，資料加密是一種重要的保護資料安全的技術，對於任何使用者和企業都非常重要。

要求：利用python對某個目錄的全部檔案進行加密，金鑰由使用者的輸入的字串經過變化而生成，封裝為一個函數，輸入引數有目錄路徑和使用者輸入的字串。

以下是使用 Python 實現的一種簡單的檔案加密方案：

import os
import hashlib

def encrypt_directory(directory, password):
    for root, dirs, files in os.walk(directory):
        for file in files:
            path = os.path.join(root, file)
            with open(path, 'rb') as f:
                data = f.read()
            key = hashlib.sha256(password.encode()).hexdigest()
            encrypted_data = bytearray(x ^ ord(key[i % len(key)]) for i, x in enumerate(data))
            with open(path, 'wb') as f:
                f.write(encrypted_data)

該函數接收兩個引數：目錄路徑和使用者輸入的字串。它通過使用 os.walk 對目錄下的每個檔案進行加密，並將加密後的資料寫回檔案。加密使用了互斥或操作，金鑰是對使用者輸入的字串進行 SHA-256 雜湊的十六進位制字串。

以下是對上面的加密函數的對應解密函數：

scssCopy code
def decrypt_directory(directory, password):
    for root, dirs, files in os.walk(directory):
        for file in files:
            path = os.path.join(root, file)
            with open(path, 'rb') as f:
                encrypted_data = f.read()
            key = hashlib.sha256(password.encode()).hexdigest()
            data = bytearray(x ^ ord(key[i % len(key)]) for i, x in enumerate(encrypted_data))
            with open(path, 'wb') as f:
                f.write(data)

該函數與上面的加密函數類似，但是它讀入加密後的檔案，並使用相同的金鑰對資料進行互斥或操作，以獲得原始檔案。

將上述程式碼更換加密演演算法，使用AES加密，程式碼如下：

import os
import hashlib
from Crypto.Cipher import AES

def encrypt_directory(directory, password):
    # 計算金鑰
    key = hashlib.sha256(password.encode()).digest()[:16]
    for root, dirs, files in os.walk(directory):
        for file in files:
            path = os.path.join(root, file)
            # 讀取檔案
            with open(path, 'rb') as f:
                data = f.read()
            # 對資料進行補位
            padding_length = 16 - len(data) % 16
            data += bytes([padding_length] * padding_length)
            # 初始化加密器
            cipher = AES.new(key, AES.MODE_ECB)
            # 加密資料
            encrypted_data = cipher.encrypt(data)
            # 將加密後的資料寫回檔案
            with open(path, 'wb') as f:
                f.write(encrypted_data)

def decrypt_directory(directory, password):
    # 計算金鑰
    key = hashlib.sha256(password.encode()).digest()[:16]
    for root, dirs, files in os.walk(directory):
        for file in files:
            path = os.path.join(root, file)
            # 讀取檔案
            with open(path, 'rb') as f:
                encrypted_data = f.read()
            # 初始化解密器
            cipher = AES.new(key, AES.MODE_ECB)
            # 解密資料
            data = cipher.decrypt(encrypted_data)
            # 刪除補位資料
            padding_length = data[-1]
            data = data[:-padding_length]
            # 將解密後的資料寫回檔案
            with open(path, 'wb') as f:
                f.write(data)

注：上面的程式碼僅供參考，不建議在生產環境中使用。AES ECB 模式並不是很安全，應該使用其他模式。

或者使用非對稱加密：

這裡使用RSA加密演演算法實現資料的加密解密：

import os
import rsa

def encrypt_file(file_path, public_key_file):
    """使用RSA演演算法加密檔案
    
    引數：
    file_path: 需要加密的檔案路徑
    public_key_file: 公鑰檔案路徑
    
    返回值：
    無
    """
    # 讀取檔案內容
    with open(file_path, "rb") as file:
        file_content = file.read()
    # 讀取公鑰
    with open(public_key_file, "rb") as key_file:
        public_key = rsa.PublicKey.load_pkcs1(key_file.read())
    # 加密檔案內容
    encrypted_content = rsa.encrypt(file_content, public_key)
    # 將加密後的內容寫入檔案
    with open(file_path, "wb") as file:
        file.write(encrypted_content)

def decrypt_file(file_path, private_key_file, password):
    """使用RSA演演算法解密檔案
    
    引數：
    file_path: 需要解密的檔案路徑
    private_key_file: 私鑰檔案路徑
    password: 私鑰檔案密碼
    
    返回值：
    無
    """
    # 讀取檔案內容
    with open(file_path, "rb") as file:
        encrypted_content = file.read()
    # 讀取私鑰
    with open(private_key_file, "rb") as key_file:
        private_key = rsa.PrivateKey.load_pkcs1(key_file.read(), password)
    # 解密檔案內容
    file_content = rsa.decrypt(encrypted_content, private_key)
    # 將解密後的內容寫入檔案
    with open(file_path, "wb") as file:
        file.write(file_content)

需要注意的是，RSA加密的效率較低，適用於加密少量資料，如對檔案進行加密

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