Python cryptography【密码库】库功能与使用指南
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cryptography 是 Python 中一个功能强大且广泛使用的密码学库，由 PyCA (Python Cryptographic Authority) 团队维护。它提供了安全的底层密码学原语和高层易用的「配方」（recipes），旨在替代不安全的旧库（如 pycrypto）。以下是关键特性与使用示例：
核心功能
1. 对称加密（AES 等）
from cryptography.fernet import Fernet# 生成密钥
key = Fernet.generate_key()
cipher = Fernet(key)# 加密
encrypted = cipher.encrypt(b"Secret message")# 解密
decrypted = cipher.decrypt(encrypted) # b"Secret message"
2. 非对称加密（RSA）
from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import rsa
from cryptography.hazmat.primitives import serialization# 生成密钥对
private_key = rsa.generate_private_key(public_exponent=65537, key_size=2048)
public_key = private_key.public_key()# 序列化公钥
pem = public_key.public_bytes(encoding=serialization.Encoding.PEM,format=serialization.PublicFormat.SubjectPublicKeyInfo
)
3. 数字签名
from cryptography.hazmat.primitives import hashes
from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import padding# 签名
signature = private_key.sign(b"Data to sign",padding.PSS(mgf=padding.MGF1(hashes.SHA256()),salt_length=padding.PSS.MAX_LENGTH),hashes.SHA256()
)# 验证签名
public_key.verify(signature,b"Data to sign",padding.PSS(...), # 与签名相同参数hashes.SHA256()
)
4. 哈希函数（SHA-256 等）
from cryptography.hazmat.primitives import hashesdigest = hashes.Hash(hashes.SHA256())
digest.update(b"data")
result = digest.finalize() # 32字节哈希值
5. 密钥派生（KDF）
from cryptography.hazmat.primitives.kdf.pbkdf2 import PBKDF2HMAC
from cryptography.hazmat.primitives import hasheskdf = PBKDF2HMAC(algorithm=hashes.SHA256(),length=32, # 输出密钥长度salt=b"salt_value", # 随机盐值iterations=100000 # 迭代次数增强安全性
)
key = kdf.derive(b"password") # 派生密钥
6. X.509 证书操作
from cryptography import x509
from cryptography.x509.oid import NameOID# 创建自签名证书
subject = issuer = x509.Name([x509.NameAttribute(NameOID.COUNTRY_NAME, "US"),x509.NameAttribute(NameOID.COMMON_NAME, "example.com")
])
cert = x509.CertificateBuilder().subject_name(subject).issuer_name(issuer).public_key(public_key).serial_number(x509.random_serial_number()).not_valid_before(now).not_valid_after(now + timedelta(days=365)).sign(private_key, hashes.SHA256())
安全实践
- 避免底层 API：优先使用高层接口（如
Fernet），它们已内置安全最佳实践。 - 密钥管理：
- 使用
os.urandom或secrets模块生成随机数。 - 通过环境变量或专用工具（如 Vault）存储密钥。
- 使用
- 弃用警告：低层 API（
hazmat）需谨慎使用，错误实现可能导致漏洞。
安装
pip install cryptography
为何选择 cryptography？
- 安全性：基于成熟的密码学后端（如 OpenSSL、Rust）。
- 活跃维护：定期更新修复漏洞。
- 符合标准：支持 FIPS 140-2、NIST 等标准。
- 丰富的文档：官方文档 提供详细指南。
注意：密码学极易因误用导致漏洞。除非必要，请使用高层 API，并参考专业安全审计。
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