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Python 암호화 AES-128-CBC 암호화 구현하기 - pycryptodome과 cryptography 사용하기

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목차

소개

암호화는 데이터 보안의 중요한 측면 중 하나입니다. 그리고 AES(Advanced Encryption Standard)는 가장 널리 사용되는 대칭 키 암호화 알고리즘 중 하나입니다. 최근 데이터를 암호화 할 일이 있었습니다. 하지만 저는 암호학에 대해 아는게 없습니다. 하지만 Python 라이브러리를 이용하면 쉽게 구현할 수 있습니다. Python으로 암호화하는 방법을 정리해보고자 합니다. 이 포스트에서는 Python을 사용하여 AES-128-CBC 모드로 암호화하는 두 가지 방법, pycryptodome와 cryptography 라이브러리를 사용하는 방법을 소개하겠습니다.

pycryptodome 라이브러리 사용하기

설치

pycryptodome는 PyCrypto가 더 이상 개발되지 않아 포크되어 개발된 라이브러리입니다. pycrypto와 호환됩니다. 다양한 암호화 및 해시 알고리즘을 제공합니다.

pip install pycryptodome

AES-128-CBC 암호화 구현

pycryptodome를 사용하여 AES-128-CBC 암호화 및 복호화 예제 코드를 작성해보겠습니다.

from Crypto.Cipher import AES
from Crypto.Util.Padding import pad, unpad
from Crypto.Random import get_random_bytes
 
class AESCipher:
    def __init__(self, key: bytes) -> None:
        self.key = key
 
    def encrypt(self, data: bytes) -> bytes:
        iv = get_random_bytes(16)
        cipher = AES.new(self.key, AES.MODE_CBC, iv)
        ct_bytes = cipher.encrypt(pad(data, AES.block_size))
        return iv + ct_bytes
 
    def decrypt(self, encrypted_data: bytes) -> bytes:
        iv = encrypted_data[:16]
        cipher = AES.new(self.key, AES.MODE_CBC, iv)
        pt = unpad(cipher.decrypt(encrypted_data[16:]), AES.block_size)
        return pt

여기서 AESCipher 클래스는 encrypt 메소드와 decrypt 메소드를 포함합니다. encrypt 메소드는 데이터를 암호화하고, decrypt 메소드는 암호화된 데이터를 복호화합니다.

cryptography 라이브러리 사용하기

설치

cryptography는 Python에서 널리 사용되는 또 다른 보안 라이브러리입니다. 설치는 다음 명령어로 수행할 수 있습니다:

pip install cryptography

AES-128-CBC 암호화 구현

cryptography 라이브러리를 사용한 AES-128-CBC 암호화 및 복호화 예제코드를 작성해보겠습니다.

import os
from cryptography.hazmat.primitives import padding
from cryptography.hazmat.backends import default_backend
from cryptography.hazmat.primitives.ciphers import Cipher, algorithms, modes
 
class AESCipher:
    def __init__(self, key: bytes) -> None:
        self.key = key
 
    def encrypt(self, data: bytes) -> bytes:
        iv = os.urandom(16)
        cipher = Cipher(
            algorithms.AES(self.key), modes.CBC(iv), backend=default_backend()
        )
        encryptor = cipher.encryptor()
        padder = padding.PKCS7(128).padder()
        padded_data = padder.update(data) + padder.finalize()
        encrypted_data = encryptor.update(padded_data) + encryptor.finalize()
        return iv + encrypted_data
 
    def decrypt(self, encrypted_data: bytes) -> bytes:
        iv = encrypted_data[:16]
        cipher = Cipher(
            algorithms.AES(self.key), modes.CBC(iv), backend=default_backend()
        )
        decryptor = cipher.decryptor()
        unpadder = padding.PKCS7(128).unpadder()
        padded_data = decryptor.update(encrypted_data[16:]) + decryptor.finalize()
        return unpadder.update(padded_data) + unpadder.finalize()

이 클래스는 encrypt 및 decrypt 메소드를 통해 데이터를 각각 암호화 및 복호화합니다.

Base64 Encoding Decoding

데이터를 base64로 인코딩, 디코딩하여 무결성을 유지하고 클라이언트와 서버간에 안전하게 데이터를 주고받을 수 있도록 합니다.

# 각 클래스의 메소드 추가
def encrypt_to_base64(self, data: bytes) -> str:
    encrypted_data = self.encrypt(data)
    return base64.b64encode(encrypted_data).decode('utf-8')
 
def decrypt_from_base64(self, encrypted_data: str) -> bytes:
    encrypted_data_bytes = base64.b64decode(encrypted_data)
    return self.decrypt(encrypted_data_bytes)

마무리

Python에서 pycryptodome 및 cryptography 라이브러리를 사용하여 AES-128-CBC 암호화를 수행하는 방법에 대해 알아보았습니다. 두 라이브러리 사용하기 쉽지만 pycryptodome 이 구현은 더 쉬운 것 같습니다.

저의 선택은 cryptography로 하였습니다. 이걸 더 많이 쓰더라구요.

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알아보니 두 라이브러리 모두 여러가지 암호화 방법들을 제공해주었습니다.pycryptodomex

도 있는데 이것은 pycrypto와 호환되지 않고 별도의 독립적인 라이브러리로 제공됩니다.

두 라이브러리 모두 간단하게 알아봤습니다. 더 깊이, 여러가지 기능을 사용하고 싶다면 공식문서를 참고하시길 바랍니다.

이상으로 포스팅 마치겠습니다.