密碼學(xué)俱樂部的第一條規(guī)則是：永遠(yuǎn)不要自己發(fā)明密碼系統(tǒng)。

密碼學(xué)俱樂部的第二條規(guī)則是：永遠(yuǎn)不要自己實(shí)現(xiàn)密碼系統(tǒng)：在現(xiàn)實(shí)世界中，在實(shí)現(xiàn)以及設(shè)計(jì)密碼系統(tǒng)階段都找到過許多漏洞。

Python 中的一個(gè)有用的基本加密庫就叫做 cryptography 。

它既是一個(gè)“安全”方面的基礎(chǔ)庫，也是一個(gè)“危險(xiǎn)”層。

“危險(xiǎn)”層需要更加小心和相關(guān)的知識(shí)，并且使用它很容易出現(xiàn)安全漏洞。

在這篇介紹性文章中，我們不會(huì)涵蓋“危險(xiǎn)”層中的任何內(nèi)容!cryptography 庫中最有用的高級(jí)安全功能是一種 Fernet 實(shí)現(xiàn)。

Fernet 是一種遵循最佳實(shí)踐的加密緩沖區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)。

它不適用于非常大的文件，如千兆字節(jié)以上的文件，因?yàn)樗竽阋淮渭虞d要加密或解密的內(nèi)容到內(nèi)存緩沖區(qū)中。

Fernet 支持 對稱(symmetric)(即 密鑰(secret key))加密方式*：加密和解密使用相同的密鑰，因此必須保持安全。

生成密鑰很簡單：>>>k=fernet.Fernet.generate_key()>>>type(k)<class'bytes'>這些字節(jié)可以寫入有適當(dāng)權(quán)限的文件，最好是在安全的機(jī)器上。

有了密鑰后，加密也很容易：>>>frn=fernet.Fernet(k)>>>encrypted=frn.encrypt(b"xmarksthespot")>>>encrypted[:10]b'gAAAAABb1'如果在你的機(jī)器上加密，你會(huì)看到略微不同的值。

不僅因?yàn)?我希望)你生成了和我不同的密鑰，而且因?yàn)?Fernet 將要加密的值與一些隨機(jī)生成的緩沖區(qū)連接起來。

這是我之前提到的“最佳實(shí)踐”之一：它將阻止對手分辨哪些加密值是相同的，這有時(shí)是攻擊的重要部分。

解密同樣簡單：>>>frn=fernet.Fernet(k)>>>frn.decrypt(encrypted)b'xmarksthespot'請注意，這僅加密和解密字節(jié)串。

為了加密和解密文本串，通常需要對它們使用 UTF-8 進(jìn)行編碼和解碼。

20 世紀(jì)中期密碼學(xué)最有趣的進(jìn)展之一是 公鑰(pubpc key)加密。

它可以在發(fā)布加密密鑰的同時(shí)而讓解密密鑰保持保密。

例如，它可用于保存服務(wù)器使用的 API 密鑰：服務(wù)器是唯一可以訪問解密密鑰的一方，但是任何人都可以保存公共加密密鑰。

雖然 cryptography 沒有任何支持公鑰加密的安全功能，但 PyNaCl 庫有。

PyNaCl 封裝并提供了一些很好的方法來使用 Daniel J. Bernstein 發(fā)明的 NaCl 加密系統(tǒng)。

NaCl 始終同時(shí) 加密(encrypt)和 簽名(sign)或者同時(shí) 解密(decrypt)和 驗(yàn)證簽名(verify signature)。

這是一種防止 基于可伸縮性(malleabipty-based)的攻擊的方法，其中攻擊者會(huì)修改加密值。

加密是使用公鑰完成的，而簽名是使用密鑰完成的：>>>fromnacl.pubpcimportPrivateKey,PubpcKey,Box>>>source=PrivateKey.generate()>>>withopen("target.pubkey","rb")asfpin:...target_pubpc_key=PubpcKey(fpin.read())>>>enc_box=Box(source,target_pubpc_key)>>>result=enc_box.encrypt(b"xmarksthespot")>>>result[:4]b'\xe2\x1c0\xa4'解密顛倒了角色：它需要私鑰進(jìn)行解密，需要公鑰驗(yàn)證簽名：>>>fromnacl.pubpcimportPrivateKey,PubpcKey,Box>>>withopen("source.pubkey","rb")asfpin:...source_pubpc_key=PubpcKey(fpin.read())>>>withopen("target.private_key","rb")asfpin:...target=PrivateKey(fpin.read())>>>dec_box=Box(target,source_pubpc_key)>>>dec_box.decrypt(result)b'xmarksthespot'最后， PocketProtector 庫構(gòu)建在 PyNaCl 之上，包含完整的密鑰管理方案。