Python3 AES CBC加解密

1. 介绍

AES（Advanced Encryption Standard）是一种对称加密算法，广泛应用于计算机安全领域。AES加密算法采用分组加密的方式，将明文按块进行加密，并生成相应的密文。其中CBC（Cipher Block Chaining）是一种加密模式，可以增强AES算法的安全性。

本文将介绍如何使用Python3实现AES CBC加解密，并演示相关代码示例。

2. 加密模式

在AES CBC加解密中使用的加密模式是CBC模式。CBC模式是一种分组密码的加密模式，它将明文按块进行加密，并且各个密文块之间存在依赖关系。

CBC模式的加密过程如下：

  1. 将明文分割成块，每个块的大小与AES算法的块大小相同。
  2. 对第一个块进行AES加密，并与初始向量（Initialization Vector，IV）进行异或操作，生成第一个密文块。
  3. 对后续的块进行AES加密，并与前一个密文块进行异或操作，生成相应的密文块。
  4. 重复上述步骤，直到所有块都被加密为密文块。

CBC模式的解密过程如下：

  1. 对密文块进行AES解密，并与前一个密文块进行异或操作，得到解密后的块。
  2. 对解密后的块进行逆序处理，得到明文块。

3. 加密算法

Python3中提供了多种实现AES算法的库，如cryptography、pycryptodome等。本文将使用cryptography库来实现AES CBC加解密。

首先，需要安装cryptography库：

pip install cryptography

然后，导入相关模块：

from cryptography.hazmat.primitives.ciphers import Cipher, algorithms, modes
from cryptography.hazmat.backends import default_backend

4. AES CBC加密示例

下面是一个AES CBC加密的示例代码：

def aes_cbc_encrypt(key, iv, plaintext):
    # 创建AES CBC加密器
    encryptor = Cipher(algorithms.AES(key), modes.CBC(iv), backend=default_backend()).encryptor()
    
    # 对明文进行填充
    padder = padding.PKCS7(128).padder()
    padded_plaintext = padder.update(plaintext) + padder.finalize()
    
    # 加密明文
    ciphertext = encryptor.update(padded_plaintext) + encryptor.finalize()
    
    return ciphertext

5. AES CBC解密示例

下面是一个AES CBC解密的示例代码：

def aes_cbc_decrypt(key, iv, ciphertext):
    # 创建AES CBC解密器
    decryptor = Cipher(algorithms.AES(key), modes.CBC(iv), backend=default_backend()).decryptor()
    
    # 解密密文
    padded_plaintext = decryptor.update(ciphertext) + decryptor.finalize()
    
    # 对解密后的明文进行去填充
    unpadder = padding.PKCS7(128).unpadder()
    plaintext = unpadder.update(padded_plaintext) + unpadder.finalize()
    
    return plaintext

6. 完整示例

下面是一个完整的AES CBC加解密示例：

from cryptography.hazmat.primitives import padding

def aes_cbc_encrypt(key, iv, plaintext):
    # 创建AES CBC加密器
    encryptor = Cipher(algorithms.AES(key), modes.CBC(iv), backend=default_backend()).encryptor()
    
    # 对明文进行填充
    padder = padding.PKCS7(128).padder()
    padded_plaintext = padder.update(plaintext) + padder.finalize()
    
    # 加密明文
    ciphertext = encryptor.update(padded_plaintext) + encryptor.finalize()
    
    return ciphertext

def aes_cbc_decrypt(key, iv, ciphertext):
    # 创建AES CBC解密器
    decryptor = Cipher(algorithms.AES(key), modes.CBC(iv), backend=default_backend()).decryptor()
    
    # 解密密文
    padded_plaintext = decryptor.update(ciphertext) + decryptor.finalize()
    
    # 对解密后的明文进行去填充
    unpadder = padding.PKCS7(128).unpadder()
    plaintext = unpadder.update(padded