一、SHA1

sha1全称是安全哈希算法（Secure Hash Algorithm）是一种非对称加密算法，其安全性比 MD5更强。对于长度小于 2^{64} 位的消息，SHA1会产生一个160位的消息摘要。主要适用于数字签名标准里边定义的数字签名算法。

1.1、python

import hashlib
sha1 = hashlib.sha1()
sha1.update(data.encode('utf-8'))
sha1_data = sha1.hexdigest()

1.2、java

1.3、C++

1.4、js

二、HMAC

散列消息鉴别码（Hash Message Authentication Code）， HMAC 加密算法是一种安全的基于加密 hash 函数和共享密钥的消息认证协议。实现原理是用公开函数和密钥产生一个固定长度的值作为认证标识，用这个标识鉴别消息的完整性。使用一个密钥生成一个固定大小的小数据块，即 MAC，并将其加入到消息中，然后传输。接收方利用与发送方共享的密钥进行鉴别认证等。

2.1、python

import hmac
import hashlib

mac = hmac.new('key', 'message', hashlib.md5) 
# 第一个参数是密钥
# 第二个参数是加密内容
# 第三个参数是hash函数
mac.digest() # 字符串的ascii格式
mac.hexdigest  # 加密后字符串的十六进制格式

2.2、js

const crypto = require('crypto');

// 创建一个hmac对象
const hmac = crypto.createHmac('md5', 'abc');

// 往hmac对象中添加摘要内容
const up = hmac.update('123456');

// 使用 digest 方法输出摘要内容

const result = up.digest('hex'); 

console.log(result); // 8c7498982f41b93eb0ce8216b48ba21d

三、MD5

MD5消息摘要算法（英语：MD5 Message-Digest Algorithm），一种被广泛使用的密码散列函数，可以产生出一个128位（16字节）的散列值（hash value），用于确保信息传输完整一致。md5加密算法是不可逆的，所以解密一般都是通过暴力穷举方法，通过网站的接口实现解密。

3.1、python

import hashlib
m = hashlib.md5()
m.update(data.encode('utf-8'))
res = sha1.hexdigest()

3.2 javescript

const crypto = require('crypto');

const str = 'abc';

// 创建一个hash对象
const md5 = crypto.createHash('md5');

// 往hash对象中添加摘要内容
md5.update(str);

// 使用 digest 方法输出摘要内容，不使用编码格式的参数 其输出的是一个Buffer对象
// console.log(md5.digest()); 
// 输出 <Buffer 90 01 50 98 3c d2 4f b0 d6 96 3f 7d 28 e1 7f 72>

// 使用编码格式的参数，输出的是一个字符串格式的摘要内容
console.log(md5.digest('hex')); // 输出 900150983cd24fb0d6963f7d28e17f72

四、AES

高级加密标准（英语：Advanced Encryption Standard），在密码学中又称 Rijndael 加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的 DES，已经被多方分析且广为全世界所使用。

4.1、python

import base64
from Crypto.Clipher import AES

def add_to_16(value):
	while len(value)%16!=0:
		value +='\0'
	return str.encode(value)

# 加密过程
def encrypt(key, text):
	aes = AES.new(add_to_16(key), AES.MODE_ECB)
	encrypt_aes = aes.encrypt(add_to_16(text))
	encrypt_text = str(base64.encodebytes(enctypt_aes), encoding='utf-8')
	return encrypt_text

def decrypt(key, text):
	aes = AES.new(add_to_16(key), AES.MODE_ECB)
	base64_decrypted = base64.decodebytes(text.encode(encoding='utf-8'))
	decrypted_text = str(aes.decrypt(base64_decrypted), encoding='utf-8').replace('\0', '')
	return decrypted_text

五、RSA

Rivest-Shamir-Adleman，RSA 加密算法是一种非对称加密算法。在公开密钥加密和电子商业中 RSA 被广泛使用。它被普遍认为是目前最优秀的公钥方案之一。RSA 是第一个能同时用于加密和数字签名的算法，它能够抵抗到目前为止已知的所有密码攻击。

5.1、python

ras 库

import base64
import rsa
from rsa import common


# 使用 rsa库进行RSA签名和加解密
class RsaUtil(object):
    PUBLIC_KEY_PATH = '/Users/anonyper/Desktop/key/company_rsa_public_key.pem'  # 公钥
    PRIVATE_KEY_PATH = '/Users/anonyper/Desktop/key/company_rsa_private_key.pem'  # 私钥

    # 初始化key
    def __init__(self,
                 company_pub_file=PUBLIC_KEY_PATH,
                 company_pri_file=PRIVATE_KEY_PATH):

        if company_pub_file:
            self.company_public_key = rsa.PublicKey.load_pkcs1_openssl_pem(open(company_pub_file).read())
        if company_pri_file:
            self.company_private_key = rsa.PrivateKey.load_pkcs1(open(company_pri_file).read())

    def get_max_length(self, rsa_key, encrypt=True):
        """加密内容过长时 需要分段加密 换算每一段的长度.
            :param rsa_key: 钥匙.
            :param encrypt: 是否是加密.
        """
        blocksize = common.byte_size(rsa_key.n)
        reserve_size = 11  # 预留位为11
        if not encrypt:  # 解密时不需要考虑预留位
            reserve_size = 0
        maxlength = blocksize - reserve_size
        return maxlength

    # 加密 支付方公钥
    def encrypt_by_public_key(self, message):
        """使用公钥加密.
            :param message: 需要加密的内容.
            加密之后需要对接过进行base64转码
        """
        encrypt_result = b''
        max_length = self.get_max_length(self.company_public_key)
        while message:
            input = message[:max_length]
            message = message[max_length:]
            out = rsa.encrypt(input, self.company_public_key)
            encrypt_result += out
        encrypt_result = base64.b64encode(encrypt_result)
        return encrypt_result

    def decrypt_by_private_key(self, message):
        """使用私钥解密.
            :param message: 需要加密的内容.
            解密之后的内容直接是字符串，不需要在进行转义
        """
        decrypt_result = b""

        max_length = self.get_max_length(self.company_private_key, False)
        decrypt_message = base64.b64decode(message)
        while decrypt_message:
            input = decrypt_message[:max_length]
            decrypt_message = decrypt_message[max_length:]
            out = rsa.decrypt(input, self.company_private_key)
            decrypt_result += out
        return decrypt_result

    # 签名 商户私钥 base64转码
    def sign_by_private_key(self, data):
        """私钥签名.
            :param data: 需要签名的内容.
            使用SHA-1 方法进行签名（也可以使用MD5）
            签名之后，需要转义后输出
        """
        signature = rsa.sign(str(data), priv_key=self.company_private_key, hash='SHA-1')
        return base64.b64encode(signature)

    def verify_by_public_key(self, message, signature):
        """公钥验签.
            :param message: 验签的内容.
            :param signature: 对验签内容签名的值（签名之后，会进行b64encode转码，所以验签前也需转码）.
        """
        signature = base64.b64decode(signature)
        return rsa.verify(message, signature, self.company_public_key)


message = 'hell world'
print("明文内容：>>> ")
print(message)
rsaUtil = RsaUtil()
encrypy_result = rsaUtil.encrypt_by_public_key(message)
print("加密结果：>>> ")
print(encrypy_result)
decrypt_result = rsaUtil.decrypt_by_private_key(encrypy_result)
print("解密结果：>>> ")
print(decrypt_result)
sign = rsaUtil.sign_by_private_key(message)
print("签名结果：>>> ")
print(sign)
print("验签结果：>>> ")
print(rsaUtil.verify_by_public_key(message, sign))

#执行结果
明文内容：>>> 
hell world
加密结果：>>> 
sWx9r30CCLXip0iemCb2r1gsZIedgLp1Vmk9uCDaQttcQNftwQyI98shN2Hpn7snE27ziJnH6qYmaf68TWBerhJVGEzr16wLYInVft0Bj0+kcCmLL7tMJRZWydqHi/YzgIfsFEvqLOUFv6E9bCAXhJkikacBAG4FWTMBrXUQHjE=
解密结果：>>> 
hell world
签名结果：>>> 
GS3MPpb4zMLIL7mqcxZEevOoH1Fse9fjHefWIUpDaMplhoPUNK85TreYmOwvF8QJNxgLcJoKKfRm51gemsQd1/e1FBPo/4VS3kvneJyLUtQAPdOOl+R4h//0gFec+ELI+KS8A74Dkm2bFKztZ4BxIcWD63pHRiGAnS8+cQeq2QM=
验签结果：>>> 
True

Crypto

import base64
from Crypto.Cipher import PKCS1_v1_5 as PKCS1_v1_5_cipper
from Crypto.Signature import PKCS1_v1_5
from Crypto.PublicKey import RSA
from Crypto.Hash import SHA

import Crypto


# 使用 rsa库进行RSA签名和加解密


class RsaUtil(object):
    PUBLIC_KEY_PATH = '/Users/anonyper/Desktop/key/company_rsa_public_key.pem'  # 公钥
    PRIVATE_KEY_PATH = '/Users/anonyper/Desktop/key/company_rsa_private_key.pem'  # 私钥

    # 初始化key
    def __init__(self,
                 company_pub_file=PUBLIC_KEY_PATH,
                 company_pri_file=PRIVATE_KEY_PATH):

        if company_pub_file:
            self.company_public_key = RSA.importKey(open(company_pub_file).read())
        if company_pri_file:
            self.company_private_key = RSA.importKey(open(company_pri_file).read())

    def get_max_length(self, rsa_key, encrypt=True):
        """加密内容过长时 需要分段加密 换算每一段的长度.
            :param rsa_key: 钥匙.
            :param encrypt: 是否是加密.
        """
        blocksize = Crypto.Util.number.size(rsa_key.n) / 8
        reserve_size = 11  # 预留位为11
        if not encrypt:  # 解密时不需要考虑预留位
            reserve_size = 0
        maxlength = blocksize - reserve_size
        return maxlength

    # 加密 支付方公钥
    def encrypt_by_public_key(self, encrypt_message):
        """使用公钥加密.
            :param encrypt_message: 需要加密的内容.
            加密之后需要对接过进行base64转码
        """
        encrypt_result = b''
        max_length = self.get_max_length(self.company_public_key)
        cipher = PKCS1_v1_5_cipper.new(self.company_public_key)
        while encrypt_message:
            input_data = encrypt_message[:max_length]
            encrypt_message = encrypt_message[max_length:]
            out_data = cipher.encrypt(input_data)
            encrypt_result += out_data
        encrypt_result = base64.b64encode(encrypt_result)
        return encrypt_result

    # 加密 支付方私钥
    def encrypt_by_private_key(self, encrypt_message):
        """使用私钥加密.
            :param encrypt_message: 需要加密的内容.
            加密之后需要对接过进行base64转码
        """
        encrypt_result = b''
        max_length = self.get_max_length(self.company_private_key)
        cipher = PKCS1_v1_5_cipper.new(self.company_public_key)
        while encrypt_message:
            input_data = encrypt_message[:max_length]
            encrypt_message = encrypt_message[max_length:]
            out_data = cipher.encrypt(input_data)
            encrypt_result += out_data
        encrypt_result = base64.b64encode(encrypt_result)
        return encrypt_result

    def decrypt_by_public_key(self, decrypt_message):
        """使用公钥解密.
            :param decrypt_message: 需要解密的内容.
            解密之后的内容直接是字符串，不需要在进行转义
        """
        decrypt_result = b""
        max_length = self.get_max_length(self.company_public_key, False)
        decrypt_message = base64.b64decode(decrypt_message)
        cipher = PKCS1_v1_5_cipper.new(self.company_public_key)
        while decrypt_message:
            input_data = decrypt_message[:max_length]
            decrypt_message = decrypt_message[max_length:]
            out_data = cipher.decrypt(input_data, '')
            decrypt_result += out_data
        return decrypt_result

    def decrypt_by_private_key(self, decrypt_message):
        """使用私钥解密.
            :param decrypt_message: 需要解密的内容.
            解密之后的内容直接是字符串，不需要在进行转义
        """
        decrypt_result = b""
        max_length = self.get_max_length(self.company_private_key, False)
        decrypt_message = base64.b64decode(decrypt_message)
        cipher = PKCS1_v1_5_cipper.new(self.company_private_key)
        while decrypt_message:
            input_data = decrypt_message[:max_length]
            decrypt_message = decrypt_message[max_length:]
            out_data = cipher.decrypt(input_data, '')
            decrypt_result += out_data
        return decrypt_result

    # 签名 商户私钥 base64转码
    def sign_by_private_key(self, message):
        """私钥签名.
            :param message: 需要签名的内容.
            签名之后，需要转义后输出
        """
        cipher = PKCS1_v1_5.new(self.company_private_key)  # 用公钥签名，会报错 raise TypeError("No private key") 如下
        # if not self.has_private():
        #   raise TypeError("No private key")
        hs = SHA.new(message)
        signature = cipher.sign(hs)
        return base64.b64encode(signature)

    def verify_by_public_key(self, message, signature):
        """公钥验签.
            :param message: 验签的内容.
            :param signature: 对验签内容签名的值（签名之后，会进行b64encode转码，所以验签前也需转码）.
        """
        signature = base64.b64decode(signature)
        cipher = PKCS1_v1_5.new(self.company_public_key)
        hs = SHA.new(message)

        # digest = hashlib.sha1(message).digest()  # 内容摘要的生成方法有很多种，只要签名和解签用的是一样的就可以

        return cipher.verify(hs, signature)



message = 'hell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell world'
print("明文内容：>>> ")
print(message)
rsaUtil = RsaUtil()
encrypy_result = rsaUtil.encrypt_by_public_key(message)
print("加密结果：>>> ")
print(encrypy_result)
decrypt_result = rsaUtil.decrypt_by_private_key(encrypy_result)
print("解密结果：>>> ")
print(decrypt_result)
sign = rsaUtil.sign_by_private_key(message)
print("签名结果：>>> ")
print(sign)
print("验签结果：>>> ")
print(rsaUtil.verify_by_public_key(message, sign))

#执行结果：
明文内容：>>> 
hell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell world
加密结果：>>> 
PC8/knkmszKby2pHtlKJa/Uv7EADImNhrFwZQK3YHpwPwDpt5A4bFTxsDu2o8U0yc+X50+M3Bi53C0sOHjiOCStG/Bp1nfowHQBgUFCETp4G3fpLAl7eWynqqu6gInjHQeNMbBz1wvRhSiXoMB2lJm8b9fLuzDuQQRFZPqD356kgTKnBM+lju4HE4zMjAT8jMam5Z4EnmaRfX7kYDGzga+PgbkkGon354i3CRhuRWtpvQeXnmjZq8MpfDC6//L7I/vvw4/LMJhiQJkXUbGEgSok8yg6jZzGx+bllc+qn7DH5nkNZKkOnqaeJHbEktgdhua/QXJcRR/5Lm0Y8ovs54A==
解密结果：>>> 
hell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell world
签名结果：>>> 
VinHhT+iJfDvIgseJ0ZsmJcLk+yDdx0323B6vMKMUHDlUF2HDWqQhEEoqmSstjsSfR/T+4829t5DhtaJ5w1O7K7ZyP/+yu/lupc8apmfYSIziozi3vPy20p/CYNaXAy0LLGOwrtVNn3jTaq7Gb0yI4/Zhin2jNmTk09g8Qx9rGI=
验签结果：>>> 
True

M2Crypto

import base64
import M2Crypto
from M2Crypto import EVP


# 使用 M2Crypto库进行RSA签名和加解密
class RsaUtil(object):
    PUBLIC_KEY_PATH = '/Users/anonyper/Desktop/key/company_rsa_public_key.pem'  # 公钥
    PRIVATE_KEY_PATH = '/Users/anonyper/Desktop/key/company_rsa_private_key.pem'  # 私钥

    # 初始化key
    def __init__(self,
                 company_pub_file=PUBLIC_KEY_PATH,
                 company_pri_file=PRIVATE_KEY_PATH):

        if company_pub_file:
            self.company_public_key = M2Crypto.RSA.load_pub_key(company_pub_file)
        if company_pri_file:
            self.company_private_key = M2Crypto.RSA.load_key(company_pri_file)

    def get_max_length(self, rsa_key, encrypt=True):
        """加密内容过长时 需要分段加密 换算每一段的长度.
            :param rsa_key: 钥匙.
            :param encrypt: 是否是加密.
        """
        blocksize = rsa_key.__len__() / 8
        reserve_size = 11  #
        if not encrypt:
            reserve_size = 0
        maxlength = blocksize - reserve_size
        return maxlength

    # 加密 支付方公钥
    def encrypt_by_public_key(self, encrypt_message):
        """使用公钥加密.
            :param encrypt_message: 需要加密的内容.
            加密之后需要对接过进行base64转码
        """
        encrypt_result = b''
        max_length = self.get_max_length(self.company_public_key)
        print(max_length)
        while encrypt_message:
            input_data = encrypt_message[:max_length]
            encrypt_message = encrypt_message[max_length:]
            out_data = self.company_public_key.public_encrypt(input_data, M2Crypto.RSA.pkcs1_padding)
            encrypt_result += out_data
        encrypt_result = base64.b64encode(encrypt_result)
        return encrypt_result

    # 加密 支付方私钥
    def encrypt_by_private_key(self, encrypt_message):
        """使用私钥加密.
            :param encrypt_message: 需要加密的内容.
            加密之后需要对接过进行base64转码
        """
        encrypt_result = b''
        max_length = self.get_max_length(self.company_private_key)
        while encrypt_message:
            input_data = encrypt_message[:max_length]
            encrypt_message = encrypt_message[max_length:]
            out_data = self.company_private_key.private_encrypt(input_data, M2Crypto.RSA.pkcs1_padding)
            encrypt_result += out_data
        encrypt_result = base64.b64encode(encrypt_result)
        return encrypt_result

    def decrypt_by_public_key(self, decrypt_message):
        """使用公钥解密.
            :param decrypt_message: 需要解密的内容.
            解密之后的内容直接是字符串，不需要在进行转义
        """
        decrypt_result = b""
        max_length = self.get_max_length(self.company_private_key, False)
        decrypt_message = base64.b64decode(decrypt_message)
        while decrypt_message:
            input_data = decrypt_message[:max_length]
            decrypt_message = decrypt_message[max_length:]
            out_data = self.company_public_key.public_encrypt(input_data, M2Crypto.RSA.pkcs1_padding)
            decrypt_result += out_data
        return decrypt_result

    def decrypt_by_private_key(self, decrypt_message):
        """使用私钥解密.
            :param decrypt_message: 需要解密的内容.
            解密之后的内容直接是字符串，不需要在进行转义
        """
        decrypt_result = b""
        max_length = self.get_max_length(self.company_private_key, False)
        decrypt_message = base64.b64decode(decrypt_message)
        while decrypt_message:
            input_data = decrypt_message[:max_length]
            decrypt_message = decrypt_message[max_length:]
            out_data = self.company_private_key.private_decrypt(input_data, M2Crypto.RSA.pkcs1_padding)
            decrypt_result += out_data
        return decrypt_result

    # 签名 商户私钥 base64转码
    def sign_by_private_key(self, message):
        """私钥签名.
            :param message: 需要签名的内容.
            签名之后，需要转义后输出
        """
        hs = EVP.MessageDigest('sha1')
        hs.update(message)
        digest = hs.final()
        # digest = hashlib.sha1(message).digest() # 内容摘要的生成方法有很多种，只要签名和解签用的是一样的就可以
        signature = self.company_private_key.sign(digest)
        # self.company_public_key.sign(digest)  # 用公钥签名IDE会崩
        return base64.b64encode(signature)

    def verify_by_public_key(self, message, signature):
        """公钥验签.
            :param message: 验签的内容.
            :param signature: 对验签内容签名的值（签名之后，会进行b64encode转码，所以验签前也需转码）.
        """
        hs = EVP.MessageDigest('sha1')
        hs.update(message)
        digest = hs.final()
        # digest = hashlib.sha1(message).digest()  # 内容摘要的生成方法有很多种，只要签名和解签用的是一样的就可以
        signature = base64.b64decode(signature)
        return self.company_public_key.verify(digest, signature)


message = 'hell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell world'
print("明文内容：>>> ")
print(message)
rsaUtil = RsaUtil()
encrypy_result = rsaUtil.encrypt_by_public_key(message)
print("加密结果：>>> ")
print(encrypy_result)
decrypt_result = rsaUtil.decrypt_by_private_key(encrypy_result)
print("解密结果：>>> ")
print(decrypt_result)
sign = rsaUtil.sign_by_private_key(message)
print("签名结果：>>> ")
print(sign)
print("验签结果：>>> ")
print(rsaUtil.verify_by_public_key(message, sign))


#执行结果
明文内容：>>> 
hell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell world
加密结果：>>> 
fu4RgyOaokEcLmA5k0otMirZoiFBDBkEgycgehEajtPU+xP7Wf5rN05kwbsDNI7/kUR5wOvS0XE8jD1nYmKv4uBWfR5Z28BHdK20uue/8zTnPgdsAmRdzA6Lb2EIk/g38o2EtRZ4jILNOdikpW0kYpYRdaJgoHTWTOlE/RL9zcVKzYELFPpWui2jZ8EVMe+6ZiPkRKCKL571f/OTb1qOdg4GTiowZCNMIknTxXawvZl9Funz7TNz0WsNDejL+r3tM8erwhE0ygIMtemOiVy8yBVsHpHPzfdlNRoXXgtgupFEgVgEOODUp9y4LzX6UDf0+i8uI7/SpyQoa9jSpcsIjA==
解密结果：>>> 
hell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell worldhell world
签名结果：>>> 
VinHhT+iJfDvIgseJ0ZsmJcLk+yDdx0323B6vMKMUHDlUF2HDWqQhEEoqmSstjsSfR/T+4829t5DhtaJ5w1O7K7ZyP/+yu/lupc8apmfYSIziozi3vPy20p/CYNaXAy0LLGOwrtVNn3jTaq7Gb0yI4/Zhin2jNmTk09g8Qx9rGI=
验签结果：>>> 
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