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PyNaCl加密库详解（Python小白也能轻松上手的现代加密工具）

主机测评网
Python
2025-12-14
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在当今数据安全日益重要的时代，掌握基本的加密技术对每一位开发者都至关重要。本文将带你从零开始学习使用 PyNaCl加密库 —— 一个基于现代密码学原语、简单又安全的 Python 加密库。无论你是编程新手还是有经验的开发者，都能轻松上手。

什么是 PyNaCl？

PyNaCl 是 libsodium 的 Python 封装，提供了一套高级、易用且安全的加密接口。它支持对称加密、非对称加密、数字签名、密钥派生等多种功能，所有操作都基于经过严格验证的加密算法（如 ChaCha20-Poly1305、Ed25519 等）。

PyNaCl加密库详解（Python小白也能轻松上手的现代加密工具） PyNaCl加密库 Python加密教程对称加密非对称加密第1张

安装 PyNaCl

首先，你需要通过 pip 安装 PyNaCl：

pip install PyNaCl

1. 对称加密（SecretBox）

对称加密使用同一个密钥进行加密和解密。PyNaCl 提供了 SecretBox 类来实现这一功能，底层使用的是 XSalsa20-Poly1305 算法。

from nacl.secret import SecretBoxfrom nacl.utils import random# 生成一个 32 字节的密钥（必须是 32 字节！）key = random(SecretBox.KEY_SIZE)# 创建 SecretBox 实例box = SecretBox(key)# 要加密的消息（必须是 bytes）message = b"Hello, this is a secret message!"# 加密encrypted = box.encrypt(message)print("加密后:", encrypted)# 解密decrypted = box.decrypt(encrypted)print("解密后:", decrypted.decode('utf-8'))

注意：密钥必须保密，且长度固定为 32 字节。每次加密会自动生成一个随机 nonce（一次性数字），确保相同明文每次加密结果不同。

2. 非对称加密（公钥加密）

非对称加密使用一对密钥：公钥用于加密，私钥用于解密。PyNaCl 使用 Curve25519 椭圆曲线实现高效安全的公钥加密。

from nacl.public import PrivateKey, PublicKey, Box# 生成接收方的密钥对receiver_private_key = PrivateKey.generate()receiver_public_key = receiver_private_key.public_key# 发送方生成自己的密钥对（用于建立共享密钥）sender_private_key = PrivateKey.generate()sender_public_key = sender_private_key.public_key# 创建加密盒子（使用双方公私钥）shared_box = Box(sender_private_key, receiver_public_key)# 加密消息message = b"This is a confidential message for you."encrypted = shared_box.encrypt(message)# 接收方使用自己的私钥和发送方公钥解密receiver_box = Box(receiver_private_key, sender_public_key)decrypted = receiver_box.decrypt(encrypted)print("解密成功:", decrypted.decode('utf-8'))

3. 数字签名（验证消息来源）

除了加密，PyNaCl 还支持 Ed25519 数字签名，用于验证消息是否来自可信方且未被篡改。

from nacl.signing import SigningKey# 生成签名密钥对signing_key = SigningKey.generate()verify_key = signing_key.verify_key# 要签名的消息message = b"Important instruction: transfer $1000 to Alice."# 签名signed_message = signing_key.sign(message)# 验证（其他人可用 verify_key 验证）try:    verified_message = verify_key.verify(signed_message)    print("签名验证成功！消息完整且来自可信方。")    print("原始消息:", verified_message.decode('utf-8'))except Exception as e:    print("签名无效！", e)