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一、参考链接

• cpython的github仓库：https://github.com/python/cpython
• 简单对称加密：https://juejin.cn/post/7023708355608707108
• 此文章修改后的cpython代码已经上传github https://github.com/MakeEarthBetter/cpythondiy/tree/master，注意分支是master

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二、实现步骤

1.下载cpython代码

出于方便我直接在cpython的github仓库download zip

2.构建cpython解释器

注意，以下操作(在ubuntu下)将会使你的python3版本默认为你新构建的python解释器，
因为以下操作会在你的/usr/local/bin/下创建一个python3.12并且新建一个python3指向python3.12,操作前请注意影响。
在cpython主目录下执行以下操作，此处可参考cpython的readme文件

./configure
make
make test
sudo make install
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3.测试cpython构建结果

如果上一步你已经完成，那么你现在输入python3应该是你make后的python版本，比如

下面开始修改代码。

4.构建py文件加密程序

十分感谢
https://juejin.cn/post/7023708355608707108
的作者提供此简单对称加密方法。
加密程序代码:

 #include
 #include
 
 
 long fileRead(char fileName[50],char **buffer){
     //打开文件 
     FILE *fp = fopen(fileName,"rb");
     if(fp == NULL){
         printf("open file is failed");
         exit(1); 
     }
     //把文件指针移到文件末尾
     fseek(fp,0,SEEK_END); 
     //保存文件的长度 
     long fileSize = ftell(fp);
     //把文件指针移到文件开头 
     fseek(fp,0,SEEK_SET);
     //读取文件,保存到buffer中 
     *buffer = (char*)malloc(fileSize);  
     fread(*buffer,1,fileSize,fp);
     //关闭文件 
     fclose(fp);
     return fileSize;
 }
 
 
 void fileWrite(char fileName[50],char *buffer,long fileSize){
     //创建文件进行写入 
     FILE *fp = fopen(fileName,"wb");
     if(fp == NULL){
         printf("open file is failed");
         exit(1); 
     }
     fwrite(buffer,1,fileSize,fp);
     fclose(fp); 
 }
 
 
 void encrypt_decode(char encryptFile[50],char encryptedFile[50],int key){
     char *buffer;
     long fileSize = fileRead(encryptFile,&buffer);
     
     //加密 / 解密 
     for(int i = 0; i < fileSize; i++){
         buffer[i] = buffer[i]^key;
     }
 
     fileWrite(encryptedFile,buffer,fileSize);
 } 
 
 
 void encrypt(){
     char encryptFile[50];//原文件名 
     int key;//加密关键字 
     char encryptedFile[50];//加密后文件名 
     //输出提示信息 
     printf("Please input the filename you want to encrypt: ");
     scanf("%s",encryptFile);
     printf("Please input key:");
     scanf("%d",&key);
     printf("Please input the encrypted filename:");
     scanf("%s",encryptedFile);
  
     encrypt_decode(encryptFile,encryptedFile,key);
 }
 
 void decode(){
     char encryptedFile[50];//加密后文件名 
     int key;//加密关键字
     char decodeFile[50];//原文件名 
     //输出提示信息 
     printf("Please input the encrypted filename: ");
     scanf("%s",encryptedFile);
     printf("Please input key:");
     scanf("%d",&key);
     printf("Please input output filename:");
     scanf("%s",decodeFile);
  
     encrypt_decode(encryptedFile,decodeFile,key);
 }
 
 int main(){
     encrypt();
     return 0;
 } 
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编译:

gcc -o enc encrypto.c
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使用:

5.为cpython代码添加解密函数

通过全文搜索我们找到python读取文件的函数是./Python/pythonrun.c的pyrun_file
在其上方声明解密函数

// ***************************encrypto&decrypto funcs***************************//
long fileRead(const char *fileName,char **buffer){
     //打开文件 
     FILE *fp = fopen(fileName,"rb");
     if(fp == NULL){
         printf("open file is failed");
         exit(1); 
     }
     //把文件指针移到文件末尾
     fseek(fp,0,SEEK_END); 
     //保存文件的长度 
     long fileSize = ftell(fp);
     //把文件指针移到文件开头 
     fseek(fp,0,SEEK_SET);
     //读取文件,保存到buffer中 
     *buffer = (char*)malloc(fileSize);  
     fread(*buffer,1,fileSize,fp);
     //关闭文件 
     fclose(fp);
     return fileSize;
 }
 
 
 void fileWrite(const char fileName[50],char *buffer,long fileSize){
     //创建文件进行写入 
     FILE *fp = fopen(fileName,"wb");
     if(fp == NULL){
         printf("open file is failed");
         exit(1); 
     }
     fwrite(buffer,1,fileSize,fp);
     fclose(fp); 
 }

void encrypt_decode(const char *encryptFile,const char *encryptedFile,int key){
     char *buffer;
     long fileSize = fileRead(encryptFile,&buffer);
     //加密 / 解密
     for(int i = 0; i < fileSize; i++){
         buffer[i] = buffer[i]^key;
     }
     fileWrite(encryptedFile,buffer,fileSize);
} 
 
void encrypt(const char* encryptFile , const char *outFile){
     int key = 12;// loubw: 先写死 加密关键字 
     encrypt_decode(encryptFile,outFile,key);
}
// ***************************encrypto&decrypto funcs***************************//
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此处解密密码写死了，加密秘钥应写活，以后再说吧。

6.修改cpython读取文件函数

按照思路，我们应该在读取文件时知道是加密后的文件时，应该将其先解密，获得一个解密了的暂时文件，再将其通过文件IO打开，再让cpython将代码写进内存，之后就可以将解密获得的暂时文件删除（或者可以解密时直接将其解密到内存文件流，这个之后再优化）。
我们修改的是pyrun_file函数。

static PyObject *
pyrun_file(FILE *fp, PyObject *filename, int start, PyObject *globals,
           PyObject *locals, int closeit, PyCompilerFlags *flags)
{
    int isDelete = 0;
    char *output = NULL;
    // 在此处修改运行文件
    // loubw
    #ifdef MS_WINDOWS
        printf("this cpython can not execute in windows because I have not build it.");
        exit(0);
    #else  // 此分支是unix
        char *path_bytes;
        PyObject *filebytes = PyUnicode_EncodeFSDefault(filename); // 将filename这个PyObject转换为char*以知道传入的文件名
        if (filebytes == NULL) {
            PyErr_Clear();
            return NULL;
        }
        path_bytes = PyBytes_AS_STRING(filebytes); // 到这转换成char*结束
        const char *pFile;
        pFile = strrchr(path_bytes,'.');
        if(strcmp(pFile, ".bw")==0){ // 查看文件名是否是以.bw为后缀
            output = "tmp";
            encrypt(path_bytes, output); // 解码,得到临时文件
            filename = PyUnicode_FromString(output); // 将filename重新声明为output并转化为PyObject(因为cpython打开文件的函数_Py_fopen_obj需传入的是PyObject)
            fp = _Py_fopen_obj(filename, "rb"); // 将fp重新声明为打开临时文件
            isDelete = 1;  //此flag是为了将来删除临时文件
        }
    #endif

    PyArena *arena = _PyArena_New();
    if (arena == NULL) {
        return NULL;
    }
    mod_ty mod;
    mod = _PyParser_ASTFromFile(fp, filename, NULL, start, NULL, NULL,
                                flags, NULL, arena);
    if (closeit) {
        fclose(fp);
    }
    PyObject *ret;
    if (mod != NULL) {
        ret = run_mod(mod, filename, globals, locals, flags, arena, output,isDelete);
    }
    else {
        ret = NULL;
    }
    _PyArena_Free(arena);
    return ret;
}
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由于unix和windows文件打开函数是不一样的（windows字符是wchar），所以windows的我没写。
具体代码目的请查看注释。

删除临时文件的代码在同文件的run_mod函数中，修改如下。
注意最后两个参数delFIle和isDelete是新增的，所以此函数的所有引用都需要修改，
头文件的此函数定义也需要修改。

static PyObject *
run_mod(mod_ty mod, PyObject *filename, PyObject *globals, PyObject *locals,
            PyCompilerFlags *flags, PyArena *arena, char *delFile,int isDelete)
{
    PyThreadState *tstate = _PyThreadState_GET();
    PyCodeObject *co = _PyAST_Compile(mod, filename, flags, -1, arena);
    if (co == NULL)
        return NULL;
    if(isDelete==1){
        remove(delFile);
    }
    if (_PySys_Audit(tstate, "exec", "O", co) < 0) {
        Py_DECREF(co);
        return NULL;
    }

    PyObject *v = run_eval_code_obj(tstate, co, globals, locals);
    Py_DECREF(co);
    return v;
}
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7.构建改完的cpython

在主目录再次执行

sudo make install
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8.测试结果

我们就拿之前加了密的文件进行测试。

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总结

目前只实现了单文件的加密，对于导入非内置库的代码加密还需要研究