引言

数据安全是项目实战中不可或缺的一部分，任何一个项目都需要实现安全层次的需求。Python作为功能强大且易用的编程语言，为我们提供了丰富的库来实现各种加密算法。本文将带领大家通过Python实现对文本文件内容的加密与解密，并演示一个基于AES（高级加密标准）的实例。

一、安全加密基础知识解读

AES是一种常用的对称密钥加密算法，具有较高的安全性。在Python中，我们可以利用pycryptodome库来实现AES加密与解密操作。

pip install pycryptodome

二、Python实现AES加密文本文件

1. 导入所需模块

from Crypto.Cipher import AES
from Crypto.Util.Padding import pad, unpad
from Crypto.Random import get_random_bytes
import base64
import os

2. 定义加密函数

• 创建密钥和初始化向量（IV），在AES加密算法中，加密和解密都是采用同一个密钥。

def create_key_and_iv():
    key = get_random_bytes(32)  # AES-256
    iv = get_random_bytes(16)  # 对于CBC模式，需要16字节的IV
    return key, iv

• 加密文件内容

def encrypt_file(input_file, output_file, key, iv):
    cipher = AES.new(key, AES.MODE_CBC, iv)
    
    with open(input_file, 'rb') as file:
        plaintext = file.read()
        
    padded_plaintext = pad(plaintext, AES.block_size)
    
    ciphertext = cipher.encrypt(padded_plaintext)
    
    with open(output_file, 'wb') as enc_file:
        enc_file.write(iv + cipher.iv)  # 将IV写入文件头部
        enc_file.write(ciphertext)

3. 使用示例

key, iv = create_key_and_iv()
encrypt_file('plaintext.txt', 'ciphertext.enc', key, iv)

三、Python实现AES解密文本文件

1. 定义解密函数

def decrypt_file(input_file, output_file, key):
    with open(input_file, 'rb') as file:
        data = file.read()
        iv = data[:16]  # 从文件头读取IV
        ciphertext = data[16:]  # 剩余部分为密文
        
    cipher = AES.new(key, AES.MODE_CBC, iv)
    
    decrypted_text = unpad(cipher.decrypt(ciphertext), AES.block_size)
    
    with open(output_file, 'wb') as dec_file:
        dec_file.write(decrypted_text)

2. 使用示例

decrypt_file('ciphertext.enc', 'decrypted.txt', key)

四、注意事项与扩展

• 密钥管理：务必妥善保存和管理加密密钥，不要在代码中硬编码，可以考虑使用密钥存储服务或环境变量等方法。
• 完整性验证：为了确保数据在传输过程中的完整性和未被篡改，可以结合消息认证码（MAC）或者数字签名技术。

总结

通过上述步骤，我们成功地实现了对文本文件内容的加密与解密操作。Python借助强大的加密库，能够有效地保障信息安全，无论是用于本地数据存储还是网络传输场景，都可提供坚实的安全保障。掌握这项技能，对于任何涉及数据隐私和安全的项目开发都至关重要。

后续我们将进一步探讨更复杂的数据加密策略以及如何在实际应用场景中合理运用这些加密技术。

关注小编，获取更多有关Python和AI技术的实用信息。