Sichere Verschlüsselung und Entschlüsselung mit PyCrypto AES-256

PyCrypto ist eine robuste Bibliothek für kryptografische Operationen in Python. Eine häufige Aufgabe besteht darin, Daten mithilfe von AES-256 zu ver- und entschlüsseln, einem branchenüblichen Verschlüsselungsalgorithmus, der zum Schutz sensibler Daten verwendet wird.

Problemdefinition:

Aufbau einer zuverlässigen Verschlüsselung und Entschlüsselungsfunktionen mit PyCrypto erfordern die Lösung mehrerer potenzieller Probleme:

• Sicherstellen eines Schlüssels mit der richtigen Länge
• Auswählen eines geeigneten Verschlüsselungsmodus
• Verstehen der Rolle und Verwendung von Initialisierungsvektoren (IVs)

Verbesserung der Sicherheit und Funktionalität:

Um diese Bedenken auszuräumen, wurde eine Implementierung mit PyCrypto entwickelt:

import base64
import hashlib
from Crypto import Random
from Crypto.Cipher import AES

class AESCipher(object):

    def __init__(self, key):
        self.bs = AES.block_size
        self.key = hashlib.sha256(key.encode()).digest()

    def encrypt(self, raw):
        raw = self._pad(raw)
        iv = Random.new().read(AES.block_size)
        cipher = AES.new(self.key, AES.MODE_CBC, iv)
        return base64.b64encode(iv   cipher.encrypt(raw.encode()))

    def decrypt(self, enc):
        enc = base64.b64decode(enc)
        iv = enc[:AES.block_size]
        cipher = AES.new(self.key, AES.MODE_CBC, iv)
        return AESCipher._unpad(cipher.decrypt(enc[AES.block_size:])).decode('utf-8')

    def _pad(self, s):
        return s   (self.bs - len(s) % self.bs) * chr(self.bs - len(s) % self.bs)

    @staticmethod
    def _unpad(s):
        return s[:-ord(s[len(s)-1:])]

Schlüssel- und IV-Verbesserungen:

• Der Schlüssel wird mit gehasht SHA-256, um eine Länge von 32 Byte zu gewährleisten.
• Für jeden Verschlüsselungsvorgang wird ein neuer IV generiert, der zusätzlichen Schutz vor Angriffen bietet.

Verschlüsselungsmodus :

Diese Implementierung verwendet AES-256 im CBC-Modus (Cipher Block Chaining). Der CBC-Modus wird zum Verschlüsseln von Daten in Blöcken empfohlen, und IVs werden verwendet, um sicherzustellen, dass jeder Block eindeutig verschlüsselt ist.

IV-Überlegungen:

Der IV ist ein wichtiger Wert das muss sicher generiert werden. Die Verwendung unterschiedlicher IVs für die Verschlüsselung und Entschlüsselung hat keinen Einfluss auf das Ergebnis, aber die IV muss mit der während der Verschlüsselung verwendeten IV übereinstimmen, damit die Entschlüsselung erfolgreich ist.