### Python3.6 使用 PyCryptodome 实现 AES 加密详解 #### 一、引言 随着网络安全意识的提升，数据加密技术变得越来越重要。在众多加密算法中，**高级加密标准 (Advanced Encryption Standard, AES)** 是一种广泛使用的对称加密算法。本文将详细介绍如何在 Python3.6 中使用 PyCryptodome 库来实现 AES 加密。 #### 二、背景与需求分析 在实际应用中，很多场景都需要对敏感信息进行加密处理，例如数据库连接配置文件中的用户名和密码。这些信息如果以明文形式存在，则容易遭受攻击。因此，有必要采用一种高效且安全的加密手段来保护这些数据。本文以 Python3.6 版本为例，演示如何利用 PyCryptodome 库来实现 AES 加密功能。 #### 三、PyCryptodome 库简介 **PyCryptodome** 是一个强大的 Python 加密库，它提供了大量的加密算法支持，包括 AES、RSA、SHA-256 等。相比之前的 PyCrypto 库，PyCryptodome 更加稳定，并且得到了持续维护。 #### 四、安装 PyCryptodome 由于 PyCrypto 已经不再维护，推荐使用其分支 PyCryptodome。安装方法非常简单，可以通过 pip 命令直接安装： ```bash pip install pycryptodome ``` #### 五、AES 加密原理 AES 加密是一种对称加密算法，意味着加密和解密使用相同的密钥。AES 支持多种密钥长度，最常见的是 128 位、192 位和 256 位。在 PyCryptodome 中，AES 密钥和待加密数据都需要符合一定的长度要求，通常为 16 的倍数。 #### 六、代码实现 下面是一个简单的 AES 加密示例： ```python from Crypto.Cipher import AES import base64 # 定义密钥和偏移量 KEY = "abcdefgh" IV = "12345678" # 补全密钥和数据长度至 16 字节 def pad(data): while len(data) % 16 != 0: data += b' ' return data # 创建 AES 对象 cipher = AES.new(pad(KEY.encode()), AES.MODE_CBC, pad(IV.encode())) # 待加密数据 plaintext = "woshijiamineirong" # 加密过程 ciphertext = cipher.encrypt(pad(plaintext.encode())) print("Encrypted:", base64.b64encode(ciphertext).decode()) # 解密过程 cipher_dec = AES.new(pad(KEY.encode()), AES.MODE_CBC, pad(IV.encode())) decrypted = cipher_dec.decrypt(ciphertext) print("Decrypted:", decrypted.decode().strip()) ``` #### 七、关键步骤解析 1. **定义密钥和偏移量**：`KEY` 和 `IV` 分别用于加密和解密。 2. **补全数据长度**：使用 `pad` 函数确保密钥和待加密数据的长度能够被 16 整除。 3. **创建 AES 对象**：通过 `AES.new` 方法初始化 AES 对象，指定加密模式为 CBC 模式。 4. **加密和解密**：分别调用 `encrypt` 和 `decrypt` 方法完成数据的加密和解密操作。 5. **Base64 编码**：为了方便传输，可以将加密后的数据转换为 Base64 编码。 #### 八、常见问题解答 - **为什么加密后得到的是字节类型？** - 加密结果通常为字节串，这是因为加密算法处理的是二进制数据。 - **如何将加密结果存储或传输？** - 可以使用 Base64 编码将字节串转换为 ASCII 字符串，便于在网络中传输。 - **如何选择加密模式？** - CBC 模式是最常用的模式之一，它提供了更好的安全性，尤其是在处理连续的数据流时。 - **如何确保密钥的安全性？** - 密钥应妥善保管，避免硬编码在代码中。可以考虑使用环境变量或密钥管理系统来管理密钥。 #### 九、总结 本文详细介绍了如何在 Python3.6 中使用 PyCryptodome 库实现 AES 加密，并通过示例代码展示了整个加密和解密的过程。AES 加密作为一项重要的数据保护措施，在实际开发中具有广泛的应用价值。希望本文能够帮助读者更好地理解和掌握 AES 加密技术。

AES算法Verilog实现：纯代码、参考软件、Vivado工程与多媒体资源综合指南,AES算法的Verilog实现与解析：从纯代码到Vivado工程化全套实践,AES算法Verilog实现 [1]纯verilog代码实现 [2]提供参考软件代码（无需依赖库） [3]提供完整vivado工程 提供视频 提供幻灯片 ,AES算法Verilog实现; 纯Verilog代码; 参考软件代码; 完整Vivado工程; 视频; 幻灯片,AES算法纯Verilog实现与Vivado工程示例 AES算法，全称为高级加密标准（Advanced Encryption Standard），是美国国家标准与技术研究院（NIST）在2001年11月26日发布的一种对称密钥加密算法，用以替代原先的DES算法。它被广泛应用于商业和政府数据加密，在确保数据安全方面发挥着重要作用。AES算法支持128、192和256位三种密钥长度，并且能够以128位（16字节）为单元对数据进行块加密处理。 Verilog是一种硬件描述语言（HDL），用于电子系统的建模和设计。它是通过描述系统在不同抽象层次上的结构和行为来实现的。在数字电路设计中，Verilog被用来编写测试台（testbench）、模拟、综合到可编程逻辑设备（如FPGA或ASIC）的代码。 本指南提供了AES算法的Verilog实现，涵盖了从纯Verilog代码到Vivado工程的全套实践。Vivado是赛灵思（Xilinx）公司推出的一款设计套件，支持逻辑设计、IP生成、系统集成以及从设计到实现的完整流程。在这个过程中，工程师可以使用Vivado工程化地进行设计的完整生命周期管理。 本指南包含的纯Verilog代码实现了AES算法的基本功能，而参考软件代码部分则是不需要依赖任何外部库就可以直接运行的代码，这为使用者提供了一个易于理解的参考。指南还提供了一个完整的Vivado工程，这意味着所有必要的文件和配置都已经被准备好了，用户可以直接在Vivado环境中加载、运行和调试。 在学习材料中，还包含了一些多媒体资源，例如视频和幻灯片。这些资源可以帮助学习者更好地理解AES算法以及其在Verilog中的实现。视频演示可以直观展示算法运行过程和设计的最终效果，而幻灯片则可以提供结构化的知识体系，帮助学习者系统地掌握信息。 为了更好地支持数字技术的飞速发展和在不同平台上的数据安全，本指南中的AES算法实现采用了对称加密的方式。对称加密指的是加密和解密使用同一把密钥，这样的设计在保证数据安全的同时，也提升了加密解密的效率。 在文档结构方面，本指南通过多篇引言和引言段落逐步引入了算法实现的主题，为读者铺垫了背景知识，并清晰地定义了算法实现的内容和范畴。同时，它还通过文章标题和相关的HTML文件指明了文档的组织方式，以及如何通过互联网获取更多的信息。 整个指南的编写旨在为工程师、学生或任何对AES算法在Verilog中实现感兴趣的人提供一个全面的资源集合。无论是在教育环境中作为学习材料，还是在商业项目中作为参考，本指南都能够发挥其价值。通过对AES算法的Verilog实现进行详细解析，并提供从纯代码到工程化实践的全过程指导，本指南为数字电路设计和安全通信领域贡献了一份力量。

内容概要：本论文探讨了在硬件实现高级加密标准(AES)算法时面临的挑战以及解决方案，重点介绍了采用复合域实现SubBytes求逆运算是如何显著减小算法的物理面积，同时保持加密的安全性和效率。通过对算法的不同实现方式进行详细对比，选择了基本迭代反馈方式用于本次硬件设计，旨在使AES算法能更好地应用在资源受限的设备如RFID和智能卡等场景。文中不仅阐述了AES算法的工作原理，还具体展示了从输入接收到控制流程再到加密过程的每个组件设计。 适合人群：信息安全专业人士、从事硬件设计的研究人员、电子工程专业师生及对密码学感兴趣的技术人员。 使用场景及目标：针对小型嵌入式系统（比如IC卡、RFID）等特定应用场景，实现高性能的小型化AES加密算法；同时加深对AES算法的理解及其底层工作机制的认识。 阅读建议：建议读者先了解AES算法的基本理论背景，再仔细研读本文中的设计思路和技术细节。对于非专业读者，可能需要查阅一些辅助资料才能更好理解文中的某些概念或术语。

整合起来的，直接下载用就可以了，具体输入数据根据项目实际情况，其中crc16校验是CRC16_XMODEM模式，AES_128是固定密钥

在IT领域，安全是至关重要的，特别是在处理敏感数据时。C#是一种强大的编程语言，它提供了丰富的库和支持来实现各种安全功能，其中包括文件的加密和解密。本篇将深入探讨如何利用C#和AES（高级加密标准）算法来创建一个文件加密解密工具。 AES是一种对称加密算法，广泛应用于数据保护，因为它既高效又安全。它的基本工作原理是通过一系列复杂的数学运算（如置换、混淆等）将明文转换为密文，只有拥有正确密钥的人才能解密并访问原始数据。C#中的System.Security.Cryptography命名空间提供了对AES的支持。 我们需要导入必要的命名空间： ```csharp using System; using System.IO; using System.Security.Cryptography; using System.Text; ``` 然后，我们可以创建一个类，包含加密和解密方法。加密过程通常包括以下几个步骤： 1. **密钥和初始化向量（IV）的生成**：AES需要一个固定长度的密钥和初始化向量。我们可以使用Aes.Create()创建一个新的AES实例，并设置密钥大小（如256位）和块大小（如128位）。 2. **密钥和IV的生成与存储**：由于这些是保密的，我们需要安全地存储它们。可以将其编码为Base64字符串，以便在需要时解码。 3. **文件读取与加密**：读取文件内容到字节数组，然后使用AES对象的CreateEncryptor()方法创建加密器。使用加密器的TransformFinalBlock()方法对数据进行加密。 4. **写入加密后的文件**：将加密结果写入新的文件，或者覆盖原文件。 解密过程与之相反，主要步骤包括： 1. **密钥和IV的加载**：从存储位置加载Base64编码的密钥和IV，然后解码回原始形式。 2. **创建解密器**：使用加载的密钥和IV创建AES解密器。 3. **读取并解密文件**：读取加密文件内容，使用解密器的TransformFinalBlock()方法解密数据。 4. **写入解密后的文件**：将解密结果写入新的文件，或覆盖原文件。 在实际应用中，我们还需要考虑异常处理，确保在操作过程中如果出现错误，程序能够恢复并给出适当的反馈。同时，为了增强安全性，可以使用随机生成的初始化向量，确保每次加密都是唯一的，即使相同的明文也不会得到相同的密文。 文件`exelock`可能是一个示例加密的文件，使用上述C# AES加密工具进行加密。解密这个文件时，用户需要提供正确的密钥和初始化向量，以恢复其原始内容。 总结起来，使用C#和AES算法实现文件加密解密工具是一项涉及密码学、文件操作和异常处理的复杂任务。通过理解这些核心概念和步骤，开发者可以构建出可靠的安全解决方案，确保数据在传输和存储过程中的隐私和安全。

Matlab研究室上传的视频均有对应的完整代码，皆可运行，亲测可用，适合小白； 1、代码压缩包内容 主函数：main.m； 调用函数：其他m文件；无需运行 运行结果效果图； 2、代码运行版本 Matlab 2019b；若运行有误，根据提示修改；若不会，私信博主； 3、运行操作步骤 步骤一：将所有文件放到Matlab的当前文件夹中； 步骤二：双击打开main.m文件； 步骤三：点击运行，等程序运行完得到结果； 4、仿真咨询 如需其他服务，可私信博主或扫描视频QQ名片； 4.1 博客或资源的完整代码提供 4.2 期刊或参考文献复现 4.3 Matlab程序定制 4.4 科研合作

AES（Advanced Encryption Standard）是一种广泛使用的块密码标准，用于数据加密和保护隐私。在MATLAB环境中实现AES加密和解密算法是一项重要的技能，特别是在教学和科研中。MATLAB2019a版本提供了丰富的数学计算功能，使得实现这种复杂的算法变得相对简单。 AES的核心过程包括四个基本操作：字节代换（SubBytes）、行位移（ShiftRows）、列混淆（MixColumns）和密钥扩展（KeyExpansion）。以下是对这些步骤的详细解释： 1. **字节代换**：AES使用了一个8x8的S盒（Substitution Box），将输入的8位字节替换为另一个非线性映射的字节。这个过程增强了算法的安全性，因为攻击者很难预测输入和输出之间的关系。 2. **行位移**：这是对矩阵的行进行循环位移，每一行的位移量不同，目的是增加数据混淆，使攻击者难以恢复原始信息。 3. **列混淆**：在MixColumns步骤中，每个4字节的列通过一个特定的线性变换进行混淆，这个变换是基于GF(2^8)的乘法运算。这个操作提高了加密的扩散性，使得一个位置的改变会影响整个数据块。 4. **密钥扩展**：AES的密钥长度可以是128、192或256位。密钥扩展算法将初始密钥扩展成足够多的轮密钥，每轮加密使用不同的密钥，增强安全性。 在提供的压缩包中，我们可以看到一些关键的MATLAB脚本文件： - `main.m`：这很可能是整个程序的主入口，它调用其他函数来执行AES的加密和解密过程。 - `cipher.m`：可能包含了执行AES核心操作的代码，如上述的四个步骤。 - `key_expansion.m`：专门处理密钥扩展的函数，根据AES标准生成后续轮的密钥。 - `mix_columns.m`：对应AES中的列混淆操作。 - `aes_demo.m`：示例程序，演示如何使用AES加密和解密数据。 - `aes_init.m`：可能包含了初始化函数，用于设置算法参数。 - `poly_mult.m`：可能涉及到GF(2^8)上的多项式乘法，这是列混淆操作的一部分。 - `cycle.m`：可能与密钥扩展中的循环操作有关。 在实际使用中，用户可以通过调用这些函数，传入原始数据和密钥，完成加密和解密任务。对于本科和硕士级别的学生，理解并实现这些算法有助于深入理解和掌握密码学原理，同时提高编程能力。在MATLAB环境中进行实验，可以方便地调试和分析算法的性能，对于学术研究和教育有着积极的意义。

这段代码主要用于从网站 “https://yesmzt.com” 上抓取并下载图片。它使用了以下技术： 请求库（Requests）：用于发送 HTTP 请求到网站并获取响应。 XPath 和 lxml 库：用于解析 HTML 文档并提取所需的数据。 AES 加密和解密：用于处理网站上的加密数据。这部分代码使用了 Crypto.Cipher 库中的 AES 模块和 Crypto.Util.Padding 库中的 unpad 函数。 哈希函数（Hashing）：用于生成特定的密钥，这部分代码使用了 hashlib 库中的 md5 函数。 Base64 编码和解码：用于处理二进制数据，这部分代码使用了 base64 库。 代码的主要流程如下： 首先，它会获取特定页面上的所有图片 ID（get_id_list 函数）。 然后，对于每个 ID，它会发送一个请求到服务器以获取加密的图片 URL 数据（get_img_url_list 函数）。 这些加密数据会被解密（decrypt 函数），得到实际的图片 URL 列表。 最后，代码会下载每个 URL 对应的图片并保存到本地

下载后解压，可以看到local_policy.jar和US_export_policy.jar以及readme.txt。 如果安装了JRE，将两个jar文件放到%JRE_HOME%\lib\security下覆盖原来文件，记得先备份。 如果安装了JDK，将两个jar文件也放到%JDK_HOME%\jre\lib\security下。 由于信息安全在军事等方面极其重要，如在第二次世界大战期间，使用了无线电，若是能够成功解密敌方的机密情报，往往预示着战争的胜利， 因此美国对加密解密等软件进行了出口限制，JDK中默认加密的密钥长度较短，加密强度较低，而UnlimitedJCEPolicyJDK7中的文件则没有这样的限制，因此为了获得更好的加密强度，需要替换掉那两个文件。

AES-128，全称为Advanced Encryption Standard with a 128-bit key，是一种广泛应用的对称加密算法，主要用于保护数据安全。在 FPGA（Field-Programmable Gate Array）上实现AES-128，可以提供高效、实时的加密与解密功能，尤其适用于嵌入式系统和物联网设备。下面我们将深入探讨AES-128的工作原理以及在FPGA中的实现。 AES-128算法由以下几个步骤组成： 1. **初始轮**：将128位的明文与128位的密钥进行混合。这个过程包括字节代换、行移位、列混淆和轮密钥加四个子步骤。 2. **中间轮**：接下来的9轮中，同样的四个子步骤反复执行，每一轮都会使用一个新的轮密钥，增强安全性。 3. **最终轮**：最后一轮与中间轮类似，但省略了列混淆步骤，确保解密过程的逆向操作。 **字节代换**：使用预定义的S盒（Substitution Box），每个字节都被替换为另一个字节，增加破解的难度。 **行移位**：矩阵的每一行向左移动一定数量的位，使得不同行的数据交错，增强加密效果。 **列混淆**：通过线性变换，使列中的数据相互影响，增加密码的复杂性。 **轮密钥加**：每一轮结束时，将当前轮的密钥与明文或密文异或，为下一轮做准备。 在FPGA中实现AES-128，我们可以利用FPGA的并行处理能力，设计出硬件加速器。这通常包括以下部分： 1. **状态机**：控制整个加密/解密过程的时序，确保各个步骤按正确顺序执行。 2. **数据路径**：实现字节代换、行移位和列混淆的功能模块，这些模块可以通过查找表（LUT）、移位寄存器等逻辑单元构建。 3. **轮密钥生成器**：根据主密钥生成每轮所需的轮密钥，这通常涉及到一系列的位扩展和异或操作。 4. **接口**：设计输入/输出接口，接收明文数据和密钥，输出密文数据，可能还包括调试信息。 5. **时序优化**：为了达到高速加密，需要考虑时钟周期和逻辑深度，确保所有操作能在规定时间内完成。 在提供的文件"tb"中，"tb"通常代表Testbench，是验证AES-128设计是否正确的测试平台。它会模拟各种输入数据和密钥，检查输出结果是否符合预期，以确保FPGA设计的正确性和性能。 通过这样的工程文件，开发者可以学习到如何在FPGA中实现高效的AES-128硬件加速器，并且可以利用Testbench进行验证，确保其功能正确无误。这种实践对于理解和掌握FPGA开发、密码学以及数字电路设计都具有重要意义。