### 使用 Python 实现 DES 和 AES 的加密与解密功能 以下是基于 `pycryptodome` 库实现的 DES 和 AES 加密解密功能的完整代码。该程序支持字符串和文件的加解密操作，并遵循之前实现的维吉尼亚密码代码风格。 #### 安装依赖库 在运行以下代码前，请确保已安装 `pycryptodome` 库： ```bash pip install pycryptodome ``` --- ### 代码实现 #### 导入必要的模块 ```python from Crypto.Cipher import AES, DES from Crypto.Util.Padding import pad, unpad import base64 ``` #### 工具函数定义 1. **字符串转字节**：将输入字符串转换为字节流。 2. **字节流转字符串**：将字节流解码回字符串。 ```python def to_bytes(data): """ 将字符串或文件内容转换为字节 """ if isinstance(data, str): return data.encode('utf-8') # 编码为 UTF-8 字节 return data def from_bytes(byte_data): """ 将字节数据解码为字符串 """ try: return byte_data.decode('utf-8') except UnicodeDecodeError: return byte_data # 返回原始字节数据 ``` --- #### AES 加密解密实现 ```python class AESCipher: def __init__(self, key): self.key = to_bytes(key) # 转换为字节型密钥 self.block_size = AES.block_size def encrypt(self, raw): """ AES 加密 """ raw = to_bytes(raw) # 输入转换为字节 padded_raw = pad(raw, self.block_size) # 填充到块大小倍数 cipher = AES.new(self.key, AES.MODE_CBC, iv=self.key[:16]) # 初始化 AES 对象 encrypted_data = cipher.encrypt(padded_raw) # 执行加密 return base64.b64encode(encrypted_data).decode('utf-8') # Base64 编码返回 def decrypt(self, enc): """ AES 解密 """ enc = base64.b64decode(enc) # Base64 解码 cipher = AES.new(self.key, AES.MODE_CBC, iv=self.key[:16]) # 初始化 AES 对象 decrypted_padded_data = cipher.decrypt(enc) # 执行解密 decrypted_data = unpad(decrypted_padded_data, self.block_size) # 移除填充 return from_bytes(decrypted_data) # 转换为字符串 ``` --- #### DES 加密解密实现 ```python class DESCipher: def __init__(self, key): self.key = to_bytes(key)[:8] # 截取前 8 字节作为 DES 密钥 self.block_size = DES.block_size def encrypt(self, raw): """ DES 加密 """ raw = to_bytes(raw) # 输入转换为字节 padded_raw = pad(raw, self.block_size) # 填充到块大小倍数 cipher = DES.new(self.key, DES.MODE_CBC) # 初始化 DES 对象 encrypted_data = cipher.encrypt(padded_raw) # 执行加密 return base64.b64encode(encrypted_data).decode('utf-8') # Base64 编码返回 def decrypt(self, enc): """ DES 解密 """ enc = base64.b64decode(enc) # Base64 解码 cipher = DES.new(self.key, DES.MODE_CBC) # 初始化 DES 对象 decrypted_padded_data = cipher.decrypt(enc) # 执行解密 decrypted_data = unpad(decrypted_padded_data, self.block_size) # 移除填充 return from_bytes(decrypted_data) # 转换为字符串 ``` --- #### 主函数实现 提供交互式界面，让用户选择加密/解密模式以及算法类型。 ```python def main(): algorithm_choice = input("请选择算法 (A: AES / D: DES): ").strip().upper() operation_choice = input("请选择操作 (E: 加密 / D: 解密): ").strip().upper() key = input("请输入密钥: ") # 用户输入密钥 text_or_file = input("请输入要处理的文本或文件路径: ") if algorithm_choice == "A": # AES 算法 cipher = AESCipher(key) elif algorithm_choice == "D": # DES 算法 cipher = DESCipher(key) else: print("无效的算法选项") return if operation_choice == "E": # 加密 with open(text_or_file, 'r', encoding='utf-8') as f: content = f.read() result = cipher.encrypt(content) print(f"加密结果:\n{result}") elif operation_choice == "D": # 解密 with open(text_or_file, 'r', encoding='utf-8') as f: content = f.read() result = cipher.decrypt(content) print(f"解密结果:\n{result}") else: print("无效的操作选项") if __name__ == "__main__": main() ``` --- ### 功能说明 1. **AES Cipher 类**：实现了 AES CBC 模式的加密和解密[^3]，并使用 PKCS7 填充方案。 2. **DES Cipher 类**：实现了 DES CBC 模式的加密和解密[^3]，同样采用 PKCS7 填充。 3. **Base64 编码/解码**：为了便于存储和传输，加密后的二进制数据被编码为 Base64 字符串[^1]。 4. **主函数交互**：用户可以选择算法（AES 或 DES）、操作（加密或解密）以及输入源（字符串或文件）。 --- ### 测试案例 #### 输入示例 1（AES 加密） ``` 请选择算法 (A: AES / D: DES): A 请选择操作 (E: 加密 / D: 解密): E 请输入密钥: secretkey1234567890abcdef 请输入要处理的文本或文件路径: example.txt ``` #### 输出示例 1 假设 `example.txt` 文件内容为 `"Hello World"`，则输出如下： ``` 加密结果: pG+jcXQWzg==... ``` #### 输入示例 2（DES 解密） ``` 请选择算法 (A: AES / D: DES): D 请选择操作 (E: 加密 / D: 解密): D 请输入密钥: mysecretkey 请输入要处理的文本或文件路径: encrypted_des.txt ``` #### 输出示例 2 假设 `encrypted_des.txt` 文件内容为 Base64 编码的密文，则输出原文。 --- ### 注意事项 - 密钥长度需满足算法要求：AES 支持 16、24 或 32 字节；DES 固定为 8 字节。 - 处理文件时请注意读写模式（文本 vs 二进制）。 - 如果需要更高的安全性，建议启用更复杂的初始化向量（IV）管理机制。 ---