【Python编程-03】从零入门 Python 加密算法！含完整可运行代码 + 场景对比 + 避坑详解

前言

在网络安全和数据开发中，加密算法是保护数据隐私、防止信息泄露的核心技术。Python 凭借丰富的标准库和第三方库，能轻松实现各类加密需求。

本文将从编码、摘要、对称加密、非对称加密四个维度，手把手带你实现 Python 加密算法实战，代码可直接复制运行，适合新手入门和项目开发参考～

加密算法分类（通俗易懂版）

1. 编码算法（Base64）：非加密，仅数据格式转换，可逆，用于数据传输
2. 摘要算法（MD5/SHA）：单向加密，不可逆，用于校验数据完整性、密码存储
3. 对称加密（AES）：加密解密用同一密钥，速度快，适合大量数据加密
4. 非对称加密（RSA）：公钥加密、私钥解密，安全性高，适合小数据 / 密钥传输

一、环境准备

本文使用 Python 标准库 + 第三方库pycryptodome（加密神器，替代老旧的 pycrypto），安装命令：

pip install pycryptodome -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

二、实战代码（完整可运行）

1. Base64 编码 / 解码（数据传输）

适用场景：图片转码、接口参数传输、简单数据格式化

import base64 def base64_encode(data: str) -> str: """Base64 编码""" # 字符串转字节 -> 编码 -> 字节转字符串 encode_bytes = base64.b64encode(data.encode("utf-8")) return encode_bytes.decode("utf-8") def base64_decode(encode_data: str) -> str: """Base64 解码""" decode_bytes = base64.b64decode(encode_data) return decode_bytes.decode("utf-8") # 测试 if __name__ == '__main__': original_data = "CSDN加密实战：Python加密算法" print("原始数据：", original_data) encode_result = base64_encode(original_data) print("Base64编码：", encode_result) decode_result = base64_decode(encode_result) print("Base64解码：", decode_result)

2. MD5 摘要加密（不可逆，密码存储）

适用场景：用户密码存储、文件完整性校验、数据签名⚠️ 注意：MD5 是单向加密，无法解密，只能对比摘要值

import hashlib def md5_encrypt(data: str, salt: str = "csdn_encrypt_salt") -> str: """ MD5 加密（带盐值，提升安全性） :param data: 原始数据 :param salt: 盐值（防止彩虹表破解） :return: 32位MD5摘要 """ # 拼接数据+盐值，转字节 md5_obj = hashlib.md5((data + salt).encode("utf-8")) return md5_obj.hexdigest() # 测试 if __name__ == '__main__': pwd = "123456" print("原始密码：", pwd) print("MD5加密结果：", md5_encrypt(pwd))

3. AES 对称加密（主流加密，大量数据）

适用场景：文件加密、接口敏感数据加密、本地数据保护AES 支持 128/192/256 位密钥，本文用CBC 模式（最安全常用）

from Crypto.Cipher import AES from Crypto.Util.Padding import pad, unpad import base64 # AES 配置（密钥必须16/24/32位，偏移量16位） AES_KEY = "1234567890123456" # 16位密钥 AES_IV = "abcdefghijklmnop" # 16位偏移量 def aes_encrypt(data: str) -> str: """AES 加密""" cipher = AES.new( key=AES_KEY.encode("utf-8"), mode=AES.MODE_CBC, iv=AES_IV.encode("utf-8") ) # 填充数据（AES要求数据长度为16的倍数） padded_data = pad(data.encode("utf-8"), AES.block_size) encrypted_bytes = cipher.encrypt(padded_data) # 转Base64方便传输 return base64.b64encode(encrypted_bytes).decode("utf-8") def aes_decrypt(encrypt_data: str) -> str: """AES 解密""" cipher = AES.new( key=AES_KEY.encode("utf-8"), mode=AES.MODE_CBC, iv=AES_IV.encode("utf-8") ) encrypted_bytes = base64.b64decode(encrypt_data) decrypted_bytes = unpad(cipher.decrypt(encrypted_bytes), AES.block_size) return decrypted_bytes.decode("utf-8") # 测试 if __name__ == '__main__': data = "用户手机号：13800138000，身份证：110101199001011234" print("原始敏感数据：", data) aes_enc = aes_encrypt(data) print("AES加密结果：", aes_enc) aes_dec = aes_decrypt(aes_enc) print("AES解密结果：", aes_dec)

4. RSA 非对称加密（最高安全，密钥交换）

适用场景：支付接口、登录认证、对称密钥安全传输RSA 生成公钥（加密）+私钥（解密），一对密钥配套使用

from Crypto.PublicKey import RSA from Crypto.Cipher import PKCS1_v1_5 import base64 def generate_rsa_key(): """生成RSA公钥和私钥（保存到文件，只需生成一次）""" # 生成2048位密钥 rsa_key = RSA.generate(2048) # 私钥 private_key = rsa_key.export_key() with open("private_key.pem", "wb") as f: f.write(private_key) # 公钥 public_key = rsa_key.publickey().export_key() with open("public_key.pem", "wb") as f: f.write(public_key) print("RSA密钥生成完成！") def rsa_encrypt(data: str, public_key_path: str = "public_key.pem") -> str: """RSA 公钥加密""" with open(public_key_path, "rb") as f: public_key = RSA.import_key(f.read()) cipher = PKCS1_v1_5.new(public_key) encrypted_bytes = cipher.encrypt(data.encode("utf-8")) return base64.b64encode(encrypted_bytes).decode("utf-8") def rsa_decrypt(encrypt_data: str, private_key_path: str = "private_key.pem") -> str: """RSA 私钥解密""" with open(private_key_path, "rb") as f: private_key = RSA.import_key(f.read()) cipher = PKCS1_v1_5.new(private_key) encrypted_bytes = base64.b64decode(encrypt_data) decrypted_bytes = cipher.decrypt(encrypted_bytes, None) return decrypted_bytes.decode("utf-8") # 测试 if __name__ == '__main__': # 第一步：生成密钥（仅第一次运行） # generate_rsa_key() # 加密解密 data = "支付密码：666666" print("原始数据：", data) rsa_enc = rsa_encrypt(data) print("RSA加密结果：", rsa_enc) rsa_dec = rsa_decrypt(rsa_enc) print("RSA解密结果：", rsa_dec)

三、四大加密算法对比总结

表格

四、开发建议

1. 密码存储：必须用MD5/SHA256 + 盐值，绝对不要明文存储
2. 业务数据加密：优先用AES（速度快），密钥单独管理
3. 敏感接口：用RSA加密 AES 密钥，兼顾安全和效率
4. Base64：不要当加密用，仅用于数据格式转换

五、总结

本文完整实现了 Python 中最常用的四大加密算法，代码简洁、注释清晰、可直接用于项目开发。

加密是网络安全的基础，掌握这些算法，能轻松应对日常开发中的数据保护需求。

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