[[264727]]

加密你的數(shù)據(jù)并使確保安全。

密碼學(xué)俱樂部的一條規(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(duì)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(jiǎn)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，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"x marks the spot")
>>> 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)椋ㄎ蚁Ｍ┠闵闪撕臀也煌拿荑€，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“實(shí)踐”之一：它將阻止對(duì)手分辨哪些加密值是相同的，這有時(shí)是威脅重要部分。

解密同樣簡(jiǎn)單：

>>> frn = fernet.Fernet(k)
>>> frn.decrypt(encrypted)
b'x marks the spot'

請(qǐng)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(duì)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public 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malleability-based的方法，其中黑客會(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：

>>> from nacl.public import PrivateKey, PublicKey, Box
>>> source = PrivateKey.generate()
>>> with open("target.pubkey", "rb") as fpin:
... target_public_key = PublicKey(fpin.read())
>>> enc_box = Box(source, target_public_key)
>>> result = enc_box.encrypt(b"x marks the spot")
>>> 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：

>>> from nacl.public import PrivateKey, PublicKey, Box
>>> with open("source.pubkey", "rb") as fpin:
... source_public_key = PublicKey(fpin.read())
>>> with open("target.private_key", "rb") as fpin:
... target = PrivateKey(fpin.read())
>>> dec_box = Box(target, source_public_key)
>>> dec_box.decrypt(result)
b'x marks the spot'

PocketProtector 庫構(gòu)建在 PyNaCl 之上，包含完整的密鑰管理方案。