cython编译加密python源码-Toy模板网

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场景

python的解释特性是将py编译为独有的二进制编码pyc 文件，然后对pyc中的指令进行解释执行，但是 pyc的反编译却非常简单，可直接反编译为源码，当需要将产品发布到外部环境的时候，源码的保护尤为重要。

一、Cpython介绍

Cython是一个编程语言，它通过类似Python的语法来编写C扩展并可以被Python调用，既具备了Python快速开发的特点，又可以让代码运行起来像C一样快，同时还可以方便地调用C library。

Cython是属于python的超集，用于编写python的c扩展语言。

pyx文件由 Cython 编译为.c文件，包含 python 扩展模块的代码。.c文件由 C 编译器编译为.so文件（或 Windows 上的.pyd）。

生成的.so文件或pyd文件是D语言(C/C++综合进化版本)生成的二进制文件，理论上很难反编译。

cython编译加密python源码

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Note: 纯python源码被cython编译后，因为没有使用类型标注等cython语法，故编译后的动态链接库和可执行文件，主要依赖python的运行时，并不依赖C/C++运行时，主要由python解释器执行，多线程GIL的问题同样存在，性能提升有限，但对for循环、大的列表对象遍历性能有明显优化效果。

优势：资源丰富，适合快速开发。翻译成C后速度比较快

缺陷：无法支持JIT技术（导致纯python的执行速度比JAVA、JAVASCRIPT等要慢，于是有了PyPy）

二、安装

# 安装cython

pip3 install --no-cache-dir -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple cython

# 安装c编译器（linux需安装python-devel, gcc）

centos: yum install python-devel gcc

ubuntu: apt-get install build-essential

三、使用方法

先用cython将python语言代码转换为c语言代码，然后用c编译器（gcc）生成可执行文件或动态链接库。

通过 shell 或 python脚本的方式 ，将项目启动的入口py编译成可执行文件，将项目的其他.py文件编译成.so（__init__.py除外）

Note: __init__.py文件定义了python的包结构，为了使cython编译后的.so 能按照正常路径import，__init__.py不能被编译，故为了保护代码，整个项目的所有__init__.py文件不建议放业务相关代码。

3.1、单个文件的编译示例-linux

目录结构如下：

test/

├── test.py

├── main.py

test.py：

def hello():
    print('hello!')

main.py：

#!/usr/bin/python3.8
from test import hello

if __name__ == "__main__":
    hello()

3.1.1、将启动main.py编译成二进制可执行文件main

# 可通过文件头的 #!/usr/bin/env python 标记是否程序启动文件

>>>python3版本下：#!/usr/bin/python3.8

main.py ---> main.c ---> main.o ---> main

# step1: 将python代码翻译成c代码（main.py -> main.c）

cython -D -3 --directive always_allow_keywords=true --embed main.py

# step2: 将c代码编译为目标文件（main.c -> main.o）

gcc -c main.c -fPIC -fwrapv -O2 -Wall -fno-strict-aliasing -I /usr/include/python3.8 -L /usr/bin -lpython3.8 -o main.o

# step3: 将目标文件编译为二进制可执行文件（main.o -> main）

gcc main.o -I /usr/include/python3.8 -L /usr/bin -lpython3.8 -o main

main.py ---> main.c ---> main

# step1: 将python代码翻译成c代码（main.py -> main.c）

cython -D -3 --directive always_allow_keywords=true --embed main.py

# step2: 将c代码编译为二进制可执行文件（main.c -> main）

gcc main.c -I /usr/include/python3.8 -L /usr/bin -lpython3.8 -o main

3.1.2、将test.py编译为动态链接库test.so

>>>python3版本下：test.py ---> test.c ---> test.so

# step1: 将python代码翻译成c代码（test.py -> test.c）

cython -D -3 --directive always_allow_keywords=true test.py

# step2: 将c代码编译为linux动态链接库文件（test.c -> test.so）

gcc test.c -shared -pthread -fPIC -fwrapv -O2 -Wall -fno-strict-aliasing -I /usr/include/python3.8 -L /usr/bin -lpython3.8 -o test.so

cython参数说明：

-D, --no-docstrings， Strip docstrings from the compiled module.

-o, --output-file <filename>   Specify name of generated C file
-2                             Compile based on Python-2 syntax and code semantics.
-3                             Compile based on Python-3 syntax and code semantics.

gcc参数说明：

-shared:
编译动态库时要用到

-pthread:
在Linux中要用到多线程时，需要链接pthread库

-fPIC:
作用于编译阶段，告诉编译器产生与位置无关代码(Position-Independent Code)，
则产生的代码中，没有绝对地址，全部使用相对地址，故而代码可以被加载器加载到内存的任意
位置，都可以正确的执行。这正是共享库所要求的，共享库被加载时，在内存的位置不是固定的。

-fwrapv:
它定义了溢出时候编译器的行为——采用二补码的方式进行操作

-O参数
这是一个程序优化参数，一般用-O2就是，用来优化程序用的
-O2：
会尝试更多的寄存器级的优化以及指令级的优化，它会在编译期间占用更多的内存和编译时间。
-O3： 在O2的基础上进行更多的优化

-Wall:
编译时 显示Warning警告,但只会显示编译器认为会出现错误的警告

-fno-strict-aliasing:
“-fstrict-aliasing”表示启用严格别名规则，“-fno-strict-aliasing”表示禁用严格别名规则，当gcc的编译优化参数为“-O2”、“-O3”和“-Os”时，默认会打开“-fstrict-aliasing”。

-I (大写的i):
是用来指定头文件目录
-I /home/hello/include表示将/home/hello/include目录作为第一个寻找头文件的目录，寻找的顺序是：/home/hello/include-->/usr/include-->/usr/local/include

-l:
-l(小写的 L)参数就是用来指定程序要链接的库，-l参数紧接着就是库名,把库文件名的头lib和尾.so去掉就是库名了,例如我们要用libtest.so库库，编译时加上-ltest参数就能用上了

3.2、单个文件的编译示例-windows

windows系统使用cython需要确保已安装C/C++编译器且环境变量正确配置，cython能找到编译器。windows系统可使用MSVC（Microsoft Visual C/C++）或者clang编译器。

将test.py编译为动态链接库test.pyd:

>>>python3版本下：test.py ---> test.c ---> test.pyd

# step1: 将python代码翻译成c代码（test.py -> test.c）

cython -D -3 --directive always_allow_keywords=true test.py

# step2: 将c代码编译为windows动态链接库文件（test.c -> test.pyd）

cythonize -i test.c

最后得到windows下的动态链接库文件test.cp39-win_amd64.pyd，还需要将文件名重命名为test.pyd。

cythonize参数说明：

-b, --build     build extension modules using distutils
-i, --inplace   build extension modules in place using distutils(implies -b)，即将编译后的扩展模块直接放在与test.py同级的目录中。