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加密你的數據并使確保安全。

密碼學俱樂部的一條規則是：永遠不要自己發明密碼系統。密碼學俱樂部的第二條規則是：永遠不要自己實現密碼系統：在現實世界中，在實現以及設計密碼系統階段都找到過許多漏洞。

Python 中的一個有用的基本加密庫就叫做 cryptography。它既是一個“安全”方面的基礎庫，也是一個“危險”層。“危險”層需要更加小心和相關的知識，并且使用它很容易出現安全漏洞。在這篇介紹性文章中，我們不會涵蓋“危險”層中的任何內容！

cryptography 庫中最有用的高級安全功能是一種 Fernet 實現。Fernet 是一種遵循實踐的加密緩沖區的標準。它不適用于非常大的文件，如千兆字節以上的文件，因為它要求你一次加載要加密或解密的內容到內存緩沖區中。

Fernet 支持對稱symmetric（即密鑰secret key）加密方式*：加密和解密使用相同的密鑰，因此必須保持安全。

生成密鑰很簡單：

>>> k = fernet.Fernet.generate_key()
>>> type(k)
<class 'bytes'>

這些字節可以寫入有適當權限的文件，在安全的機器上。

有了密鑰后，加密也很容易：

>>> frn = fernet.Fernet(k)
>>> encrypted = frn.encrypt(b"x marks the spot")
>>> encrypted[:10]
b'gAAAAABb1'

如果在你的機器上加密，你會看到略微不同的值。不僅因為（我希望）你生成了和我不同的密鑰，而且因為 Fernet 將要加密的值與一些隨機生成的緩沖區連接起來。這是我之前提到的“實踐”之一：它將阻止對手分辨哪些加密值是相同的，這有時是威脅重要部分。

解密同樣簡單：

>>> frn = fernet.Fernet(k)
>>> frn.decrypt(encrypted)
b'x marks the spot'

請注意，這僅加密和解密字節串。為了加密和解密文本串，通常需要對它們使用 UTF-8 進行編碼和解碼。

20 世紀中期密碼學最有趣的進展之一是公鑰public key加密。它可以在發布加密密鑰的同時而讓解密密鑰保持保密。例如，它可用于保存服務器使用的 API 密鑰：服務器是可以訪問解密密鑰的一方，但是任何人都可以保存公共加密密鑰。

雖然 cryptography 沒有任何支持公鑰加密的安全功能，但 PyNaCl 庫有。PyNaCl 封裝并提供了一些很好的方法來使用 Daniel J. Bernstein 發明的 NaCl 加密系統。

NaCl 始終同時加密encrypt和簽名sign或者同時解密decrypt和驗證簽名verify signature。這是一種防止基于可伸縮性malleability-based的方法，其中黑客會修改加密值。

加密是使用公鑰完成的，而簽名是使用密鑰完成的：

>>> from nacl.public import PrivateKey, PublicKey, Box
>>> source = PrivateKey.generate()
>>> with open("target.pubkey", "rb") as fpin:
... target_public_key = PublicKey(fpin.read())
>>> enc_box = Box(source, target_public_key)
>>> result = enc_box.encrypt(b"x marks the spot")
>>> result[:4]
b'\xe2\x1c0\xa4'

解密顛倒了角色：它需要私鑰進行解密，需要公鑰驗證簽名：

>>> from nacl.public import PrivateKey, PublicKey, Box
>>> with open("source.pubkey", "rb") as fpin:
... source_public_key = PublicKey(fpin.read())
>>> with open("target.private_key", "rb") as fpin:
... target = PrivateKey(fpin.read())
>>> dec_box = Box(target, source_public_key)
>>> dec_box.decrypt(result)
b'x marks the spot'

PocketProtector 庫構建在 PyNaCl 之上，包含完整的密鑰管理方案。