チュートリアル Python - AES 暗号化の使用 [ ステップバイステップ ]

機密データを保護するための重要なアプローチであるPythonのAES暗号化について学びます。この記事では、実践的な例と重要な洞察を提供し、暗号化プロトコルを強化し、データの機密性を維持する上での重要な役割を強調します。

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AESとは?

AESは、機密データの保護における堅牢なセキュリティと効率性で有名な、広く利用されている対称暗号化アルゴリズムです。米国政府によって連邦標準として採用されているAESは、固定ブロックサイズで動作し、暗号化と復号化の両方に同じキーを使用する対称キー暗号化を採用しています。 AESは、128ビット、192ビット、256ビットのキーサイズをサポートし、さまざまなアプリケーションの標準暗号化ソリューションとして機能し、安全なデータ転送、ストレージ、および全体的なデータ整合性を保証します。

AES暗号化はどのように機能しますか?

AES暗号化は、明確に定義された一連の手順で機能します。このアルゴリズムは、固定データブロックサイズと 128、192、または 256 ビットのキー長で動作します。暗号化プロセスには、置換、順列、混合操作など、いくつかの変換ラウンドが含まれます。これらのラウンドにより、入力データが完全にスクランブルされ、権限のないユーザーが対応する復号化キーなしで元の情報を解読することは非常に困難になります。 AESは対称暗号化アルゴリズムであり、暗号化と復号化の両方に同じキーが使用されます。 AESの強みは、機密情報を安全に保護し、さまざまな暗号化攻撃に抵抗する能力にあり、データ暗号化の標準として信頼され、広く採用されています。

なぜPythonでAESを使って暗号化するのですか?

Python で AES を使用した暗号化は、機密データを保護し、機密性、整合性、信頼性を確保するための堅牢で信頼性の高い方法を提供します。 AESを活用することで、Python開発者は強力な暗号化プロトコルを実装できるため、権限のないエンティティが暗号化された情報にアクセスして理解することは非常に困難になります。さらに、AES暗号化はさまざまなPythonライブラリでサポートされており、開発者は高度なセキュリティ対策をアプリケーションに統合するための柔軟でアクセスしやすい手段を得ることができます。この機能により、Python での AES 暗号化は、安全な通信、データストレージ、送信など、さまざまなユースケースでデータのプライバシーを保護し、機密情報の整合性を維持するために不可欠なプラクティスになります。

チュートリアル Python – AES 暗号化の使用

必要な Python パッケージをインストールします。

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必要な Python ライブラリを読み込みます。

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AES 256 を使用して暗号化する関数を作成します。

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キーと初期ベクトルを作成します。

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キーの長さが 32 バイトであることを確認します。

初期ベクトルの長さが 16 バイトであることを確認します。

初期化ベクトルは、AESアルゴリズムの暗号化キーと組み合わせて使用されるランダムな値です。これは、ランダム性を導入し、平文のパターンが暗号文で観察されるのを防ぐために使用されます。 IVは、暗号化プロセスを初期化し、暗号化されたデータのセキュリティを強化するために不可欠です。

AESを使用してテキストを暗号化します。

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コマンド出力を次に示します。

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AES を使用して復号化する関数を作成します。

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AES を使用して暗号文を復号化します。

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コマンド出力を次に示します。

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完全な Python スクリプトを次に示します。

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

# Function to encrypt using AES in CBC mode
def encrypt_AES_CBC(data, key, iv):
    padder = padding.PKCS7(128).padder()  
    padded_data = padder.update(data.encode('utf-8'))  
    padded_data += padder.finalize()

cipher = Cipher(algorithms.AES(key), modes.CBC(iv), backend=default_backend())  
    encryptor = cipher.encryptor()  
    ciphertext = encryptor.update(padded_data) + encryptor.finalize()

return ciphertext

# Function to decrypt using AES in CBC mode
def decrypt_AES_CBC(ciphertext, key, iv):
    decryptor = Cipher(algorithms.AES(key), modes.CBC(iv), backend=default_backend()).decryptor()  
    decrypted_data = decryptor.update(ciphertext) + decryptor.finalize()

unpadder = padding.PKCS7(128).unpadder()  
    unpadded_data = unpadder.update(decrypted_data)  
    unpadded_data += unpadder.finalize()

return unpadded_data.decode('utf-8')

# Example usage
key = b'MySuperSecretKey2222222222222222'  # Encryption key (Ensure the key is 16, 24, or 32 bytes for AES-128, AES-192, or AES-256)
iv = b'MySuperSecretIV0'  # Initialization vector (Ensure the IV is 16 bytes)
plaintext = "This is my secret text"  
# Encrypt the plaintext
encrypted_text = encrypt_AES_CBC(plaintext, key, iv)  
print(f'Encrypted text: {encrypted_text}')

# Decrypt the encrypted text
decrypted_text = decrypt_AES_CBC(encrypted_text, key, iv)  
print(f'Decrypted text: {decrypted_text}')

チュートリアル Python – AES を使用してファイルを暗号化する

AES 暗号化を使用してファイルをエンコードします。

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

# Function to encrypt a file using AES in CBC mode
def encrypt_file_AES_CBC(input_file, output_encrypted_file, key, iv):
    with open(input_file, 'rb') as file:
        data = file.read()

padder = padding.PKCS7(128).padder()
    padded_data = padder.update(data) + padder.finalize()

cipher = Cipher(algorithms.AES(key), modes.CBC(iv), backend=default_backend())
    encryptor = cipher.encryptor()
    ciphertext = encryptor.update(padded_data) + encryptor.finalize()

with open(output_encrypted_file, 'wb') as file:
        file.write(ciphertext)

# Usage example
key = b'MySuperSecretKey2222222222222222'
iv = b'MySuperSecretIV0'
input_file = 'calc.exe'
output_encrypted_file = 'encrypted_output.txt'  # Output encrypted file

# Encrypt the input file
encrypt_file_AES_CBC(input_file, output_encrypted_file, key, iv)
print(f'File {input_file} encrypted and saved as {output_encrypted_file}.')

AES 暗号化を使用してファイルをデコードします。

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

# Function to decrypt a binary file using AES in CBC mode
def decrypt_file_AES_CBC(input_encrypted_file, output_decrypted_file, key, iv):
    with open(input_encrypted_file, 'rb') as file:
        ciphertext = file.read()

decryptor = Cipher(algorithms.AES(key), modes.CBC(iv), backend=default_backend()).decryptor()
    decrypted_data = decryptor.update(ciphertext) + decryptor.finalize()

unpadder = padding.PKCS7(128).unpadder()
    unpadded_data = unpadder.update(decrypted_data) + unpadder.finalize()

with open(output_decrypted_file, 'wb') as file:
        file.write(unpadded_data)

# Usage example
key = b'MySuperSecretKey2222222222222222'
iv = b'MySuperSecretIV0'
output_encrypted_file = 'encrypted_output.txt'  # Output encrypted file
output_decrypted_file = 'mycalc.exe'

# Decrypt the encrypted file
decrypt_file_AES_CBC(output_encrypted_file, output_decrypted_file, key, iv)
print(f'File {output_encrypted_file} decrypted and saved as {output_decrypted_file}.')

完全な Python スクリプトを次に示します。

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

# Function to encrypt a binary file using AES in CBC mode
def encrypt_file_AES_CBC(input_file, output_encrypted_file, key, iv):
    with open(input_file, 'rb') as file:
        data = file.read()

padder = padding.PKCS7(128).padder()
    padded_data = padder.update(data) + padder.finalize()

cipher = Cipher(algorithms.AES(key), modes.CBC(iv), backend=default_backend())
    encryptor = cipher.encryptor()
    ciphertext = encryptor.update(padded_data) + encryptor.finalize()

with open(output_encrypted_file, 'wb') as file:
        file.write(ciphertext)

# Function to decrypt a binary file using AES in CBC mode
def decrypt_file_AES_CBC(input_encrypted_file, output_decrypted_file, key, iv):
    with open(input_encrypted_file, 'rb') as file:
        ciphertext = file.read()

decryptor = Cipher(algorithms.AES(key), modes.CBC(iv), backend=default_backend()).decryptor()
    decrypted_data = decryptor.update(ciphertext) + decryptor.finalize()

unpadder = padding.PKCS7(128).unpadder()
    unpadded_data = unpadder.update(decrypted_data) + unpadder.finalize()

with open(output_decrypted_file, 'wb') as file:
        file.write(unpadded_data)

# Usage example
key = b'MySuperSecretKey2222222222222222'
iv = b'MySuperSecretIV0'
input_file = 'calc.exe'
output_encrypted_file = 'encrypted_output.txt'
output_decrypted_file = 'mycalc.exe'

# Encrypt the input file
encrypt_file_AES_CBC(input_file, output_encrypted_file, key, iv)
print(f'File {input_file} encrypted and saved as {output_encrypted_file}.')

# Decrypt the encrypted file
decrypt_file_AES_CBC(output_encrypted_file, output_decrypted_file, key, iv)
print(f'File {output_encrypted_file} decrypted and saved as {output_decrypted_file}.')

結論

PythonにAES暗号化を実装して、データセキュリティを強化します。堅牢な暗号化アルゴリズムとシンプルな統合により、AESは機密情報の保護において極めて重要です。 PythonのAES暗号化でデータを保護します。

Python – AES 暗号化の使用

Python – AES 暗号化の使用

Equipment list

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結論

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