将python long/int转换为固定大小的字节数组

Question

我试图在python中实现RC4和DH密钥交换。问题是我不知道如何将密钥交换中的python long/int转换为RC4实现所需的字节数组。有没有一种简单的方法将long转换为所需长度的字节数组？

更新：忘记提及我正在处理的数字是768位无符号整数。

Answer 1

我还没有做任何基准测试，但这个配方“适合我”。

简短版本：使用'%x' % val，然后unhexlify的结果。尽管如此，恶魔仍在细节中，因为unhexlify需要偶数个十六进制数字，而%x并不能保证。有关详细信息，请参阅文档字符串和自由内联注释。

from binascii import unhexlify 

def long_to_bytes (val, endianness='big'): 
    """ 
    Use :ref:`string formatting` and :func:`~binascii.unhexlify` to 
    convert ``val``, a :func:`long`, to a byte :func:`str`. 

    :param long val: The value to pack 

    :param str endianness: The endianness of the result. ``'big'`` for 
     big-endian, ``'little'`` for little-endian. 

    If you want byte- and word-ordering to differ, you're on your own. 

    Using :ref:`string formatting` lets us use Python's C innards. 
    """ 

    # one (1) hex digit per four (4) bits 
    width = val.bit_length() 

    # unhexlify wants an even multiple of eight (8) bits, but we don't 
    # want more digits than we need (hence the ternary-ish 'or') 
    width += 8 - ((width % 8) or 8) 

    # format width specifier: four (4) bits per hex digit 
    fmt = '%%0%dx' % (width // 4) 

    # prepend zero (0) to the width, to zero-pad the output 
    s = unhexlify(fmt % val) 

    if endianness == 'little': 
     # see http://stackoverflow.com/a/931095/309233 
     s = s[::-1] 

    return s 

...我nosetest单元测试;-)

class TestHelpers (object): 
    def test_long_to_bytes_big_endian_small_even (self): 
     s = long_to_bytes(0x42) 
     assert s == '\x42' 

     s = long_to_bytes(0xFF) 
     assert s == '\xff' 

    def test_long_to_bytes_big_endian_small_odd (self): 
     s = long_to_bytes(0x1FF) 
     assert s == '\x01\xff' 

     s = long_to_bytes(0x201FF) 
     assert s == '\x02\x01\xff' 

    def test_long_to_bytes_big_endian_large_even (self): 
     s = long_to_bytes(0xab23456c89) 
     assert s == '\xab\x23\x45\x6c\x89\x01\x23\x45\x67' 

    def test_long_to_bytes_big_endian_large_odd (self): 
     s = long_to_bytes(0x123456789) 
     assert s == '\x01\x23\x45\x67\x89\x01\x23\x45\x67' 

    def test_long_to_bytes_little_endian_small_even (self): 
     s = long_to_bytes(0x42, 'little') 
     assert s == '\x42' 

     s = long_to_bytes(0xFF, 'little') 
     assert s == '\xff' 

    def test_long_to_bytes_little_endian_small_odd (self): 
     s = long_to_bytes(0x1FF, 'little') 
     assert s == '\xff\x01' 

     s = long_to_bytes(0x201FF, 'little') 
     assert s == '\xff\x01\x02' 

    def test_long_to_bytes_little_endian_large_even (self): 
     s = long_to_bytes(0xab23456c89, 'little') 
     assert s == '\x67\x45\x23\x01\x89\x6c\x45\x23\xab' 

    def test_long_to_bytes_little_endian_large_odd (self): 
     s = long_to_bytes(0x123456789, 'little') 
     assert s == '\x67\x45\x23\x01\x89\x67\x45\x23\x01' 

Answer 2

您可以尝试使用struct：

import struct 
struct.pack('L',longvalue) 

Answer 3

长/ INT字节数组貌似struct.pack确切目的。对于超过4（8）字节长的整数，你能拿出类似下一：

>>> limit = 256*256*256*256 - 1 
>>> i = 1234567890987654321 
>>> parts = [] 
>>> while i: 
     parts.append(i & limit) 
     i >>= 32 

>>> struct.pack('>' + 'L'*len(parts), *parts) 
'\xb1l\x1c\xb1\x11"\x10\xf4' 

>>> struct.unpack('>LL', '\xb1l\x1c\xb1\x11"\x10\xf4') 
(2976652465L, 287445236) 
>>> (287445236L << 32) + 2976652465L 
1234567890987654321L 

Answer 4

基本上你需要做的是转换INT /长入其基体256的表示 - 即一个数其“数字”范围从0-255。这是一个相当有效的方式做这样的事情：

def base256_encode(n, minwidth=0): # int/long to byte array 
    if n > 0: 
     arr = [] 
     while n: 
      n, rem = divmod(n, 256) 
      arr.append(rem) 
     b = bytearray(reversed(arr)) 
    elif n == 0: 
     b = bytearray(b'\x00') 
    else: 
     raise ValueError 

    if minwidth > 0 and len(b) < minwidth: # zero padding needed? 
     b = (minwidth-len(b)) * '\x00' + b 
    return b 

你们中许多人并不需要reversed()呼叫取决于字节序所需的（这样做需要填充做不同以及）。另外请注意，正如它所写的，它不处理负数。

您可能还想看看number.py模块中类似但高度优化的long_to_bytes()函数，该函数是开源Python Cryptography Toolkit的一部分。它实际上将数字转换为一个字符串，而不是字节数组，但这是一个小问题。

Answer 5

小端，如果你想大端逆转的结果或范围。

def int_to_bytes(val, num_bytes): 
    return [(val & (0xff << pos*8)) >> pos*8 for pos in range(num_bytes)] 

Answer 6

一行代码：

bytearray.fromhex('{:0192x}'.format(big_int)) 

的192是768/4，因为OP想768位数字，并有一个十六进制数字4位。如果您需要更大的bytearray，请使用数字较大的格式字符串。例如：

>>> big_int = 911085911092802609795174074963333909087482261102921406113936886764014693975052768158290106460018649707059449553895568111944093294751504971131180816868149233377773327312327573120920667381269572962606994373889233844814776702037586419 
>>> bytearray.fromhex('{:0192x}'.format(big_int)) 
bytearray(b'\x96;h^\xdbJ\x8f3obL\x9c\xc2\xb0-\x9e\xa4Sj-\xf6i\xc1\x9e\x97\x94\x85M\x1d\x93\x10\\\x81\xc2\x89\xcd\xe0a\xc0D\x81v\xdf\xed\xa9\xc1\x83p\xdbU\xf1\xd0\xfeR)\xce\x07\xdepM\x88\xcc\x7fv\\\x1c\x8di\x87N\x00\x8d\xa8\xbd[<\xdf\xaf\x13z:H\xed\xc2)\xa4\x1e\x0f\xa7\x92\xa7\xc6\x16\x86\xf1\xf3') 
>>> lepi_int = 0x963b685edb4a8f336f624c9cc2b02d9ea4536a2df669c19e9794854d1d93105c81c289cde061c0448176dfeda9c18370db55f1d0fe5229ce07de704d88cc7f765c1c8d69874e008da8bd5b3cdfaf137a3a48edc229a41e0fa792a7c61686f1f 
>>> bytearray.fromhex('{:0192x}'.format(lepi_int)) 
bytearray(b'\tc\xb6\x85\xed\xb4\xa8\xf36\xf6$\xc9\xcc+\x02\xd9\xeaE6\xa2\xdff\x9c\x19\xe9yHT\xd1\xd91\x05\xc8\x1c(\x9c\xde\x06\x1c\x04H\x17m\xfe\xda\x9c\x187\r\xb5_\x1d\x0f\xe5"\x9c\xe0}\xe7\x04\xd8\x8c\xc7\xf7e\xc1\xc8\xd6\x98t\xe0\x08\xda\x8b\xd5\xb3\xcd\xfa\xf17\xa3\xa4\x8e\xdc"\x9aA\xe0\xfay*|aho\x1f') 

[我的回答之前用过hex()。我纠正它与format()为了处理与奇数大小的字节表达式整数。这修复了以前对ValueError的投诉。]

Answer 7

与Python 3。2和更高版本，可以使用int.to_bytes和int.from_bytes：https://docs.python.org/3/library/stdtypes.html#int.to_bytes

Answer 8

大家都过于复杂的这样的回答：

some_int = <256 bit integer> 
some_bytes = some_int.to_bytes(32, sys.byteorder) 
my_bytearray = bytearray(some_bytes) 

你只需要知道你正试图转换的字节数。在我的用例中，通常我只使用这个大数字作为加密函数，那时我不得不担心模数和不是什么，所以我不认为这是需要知道最大数量的大问题的字节返回。

既然你正在做它为768位数学，然后代替32作为自变量，它是96

Answer 9

的Python 2.7没有实现int.to-非常slow_bytes（）方法。

我试图3种方法：

1. 六角解包/包：非常慢
2. 字节在一个时间移位8位：显著更快。
3. 使用“C”模块并装入较低（7 ia64或3 i32）字节。这大约是2/2的两倍。这是最快的选择，但仍然太慢。

所有这些方法的原因有两个非常低效：

• Python 2.7版不支持此有用的操作。
• c不支持使用大多数平台上可用的进位/借位/溢出标志的扩展精度算术。

Answer 10

i = 0x12345678 
s = struct.pack('<I',i) 
b = struct.unpack('BBBB',s)