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# Cryptography .Fernet模块--python加解密详解

news 2025/10/6 15:19:39

Cryptography .Fernet模块介绍

前言

cryptography 是一个用于加密、解密和签名等操作的 Python 库。它的设计目标是为开发者提供易用且安全的加密工具。cryptography 库分为 **高级 API (Fernet)**和 低级 API（hazmat）。

Fernet ：提供一种简化的加密机制，适用于需要高安全性和简易实现的对称加密场景。
hazmat（hazardous materials）：为有经验的开发者提供更底层的加密原语，允许开发者手动配置和定制加密操作。

Fernet API介绍

Fernet 是 cryptography 库提供的一种高层加密工具，它为对称加密提供了简单且安全的解决方案。Fernet 提供了一种方式，可以保证数据的机密性和完整性。它使用 AES 算法加密，结合了 HMAC 来验证消息的完整性。

特点：

简单易用：只需生成密钥并使用它来加密或解密数据。
自动管理密钥和数据完整性：Fernet 自动为每条消息附加 HMAC，用于验证消息是否被篡改。
使用 AES 算法：Fernet 默认使用 AES-128-CBC（不是256位），同时结合 HMAC（SHA256）保证消息的完整性。

相关属性方法：

构造方法Fernet()：
- Fernet类是该模块的核心，提供加密和解密的功能。

from cryptograhpy.fernet import Fernet
class Fernet:def __init__(self,key: Bytes) -> None:"""创建一个新的 Fernet 对象，传入密钥。:param key: 32字节的 Base64 编码密钥"""self.key = key
if __name == '__main__':fernet = Fernet(key)

Fernet.generate_key()
- 生成一个随机32bytes 的Base64 编码秘钥

from cryptograhpy.fernet import Fernet"""生成一个随机 32 bytes Base64编码的秘钥"""key = Fernet.generate_key()print(key)

Fernet().key
- 返回Fernet对象使用的秘钥。
Fernet().is_valid_key(key)
- 验证给定秘钥是否有效
Fernet().decrypt(ciphertext: bytes)
- 使用生成的加解密实例对ciphertext进行解密（必须要是ciphertext），解密返回的也是plaintext数据，需要使用decode将bytes进行字符编码转换为字符串。

from cryptography.fernet import Fernet"""对加密的数据(ciphertext)进行解密(plaintext)"""plaintext = Fernet.decrypt(ciphertext)

Fernet().encrypt(plaintext)
- 使用生成的加解密实例对plaintext进行加密，返回ciphertext1数据。
- 加密数据必须是bytes流，

解密流程：

生成密钥

使用 Fernet.generate_key() 生成一个 对称密钥。

生成随机 IV

Fernet 会自动生成一个 随机的初始化向量（IV），这是 AES-CBC 模式所需的。

加密数据

使用 AES-CBC 加密模式加密数据。Fernet 会：

用生成的 IV 对数据进行加密。

使用 HMAC 对密文进行完整性校验，确保数据未被篡改。

生成密文

将 IV、加密数据 和 HMAC 合并，最终形成密文。

将密文以 Base64 编码格式返回。

简单总结：

生成密钥 → 生成 IV → AES 加密 → HMAC 验证 → 合并为密文

密文包括 IV、加密数据、HMAC，最后以 Base64 编码格式输出。

from cryptography.fernet import Fernet# 1. 生成密钥
key = Fernet.generate_key()
cipher_suite = Fernet(key)# 2. 明文数据
message = b"这是一个秘密消息"# 3. 加密数据
encrypted_message = cipher_suite.encrypt(message)# 4. 输出加密后的密文
print(f"加密后的消息：{encrypted_message}")

Fernet 的解密流程如下：

获取密文和密钥

从存储或传输中获取密文和密钥。密文包括加密数据、IV 和 HMAC。

解析密文

Fernet 会自动解析密文，提取出：

IV：初始化向量。

加密数据：使用 AES-CBC 加密的密文部分。

HMAC：用来验证数据完整性。

解密数据

使用 Fernet 提供的密钥：

验证 HMAC：确保密文没有被篡改。

使用 IV 和密钥 进行 AES 解密操作。

输出解密结果

返回原始的明文数据。

简单总结：

获取密文 → 解析密文，提取 IV 和加密数据 → 使用密钥、IV 和 HMAC 验证解密数据 → 返回原始的明文数据

from cryptography.fernet import Fernet# 从安全地方获取密钥
key = b'你的密钥' 
cipher_suite = Fernet(key)# 获取密文
encrypted_message = b"从文件或其他地方获取密文"# 解密数据
decrypted_message = cipher_suite.decrypt(encrypted_message)# 输出解密后的消息
print(f"解密后的消息：{decrypted_message.decode()}")