利用Python实现RSA加密解密方法实例

前言

• 加密技术在数据安全存储，数据传输中发挥着重要作用，能够保护用户隐私数据安全，防止信息窃取。RSA是一种非对称加密技术，在软件、网页中已得到广泛应用。本文将介绍RSA加密解密在python中的实现。

• 原则：公钥加密，私钥解密

• 解释：具体过程的解释请见代码前的注释

RSA加密实验基本流程：

一、选取两个大素数p、q，并计算得到n、phi_n

二、选取常用的e = 0x10001，方便将幂运算优化为左移，加快运算速度

三、计算d，使用了扩展欧几里得算法

四、输入明文a，将明文转化为可以用于计算的数字形式

五、对a使用快速幂取模，得到密文b，以16进制显示

RSA解密流程：

六、对b使用快速幂取模，得到明文a，以字符形式显示

一、安装模块

pip install pycryptodome

二、生成密钥对

• 密钥对文件生成和读取

• 代码：

from Crypto.PublicKey import RSA
def create_rsa_pair(is_save=False):
   '''
   创建rsa公钥私钥对
   :param is_save: default:False
   :return: public_key, private_key
   '''
   f = RSA.generate(2048)
   private_key = f.exportKey("PEM")  # 生成私钥
   public_key = f.publickey().exportKey()  # 生成公钥
   if is_save:
       with open("crypto_private_key.pem", "wb") as f:
           f.write(private_key)
       with open("crypto_public_key.pem", "wb") as f:
           f.write(public_key)
   return public_key, private_key

def read_public_key(file_path="crypto_public_key.pem") -> bytes:
   with open(file_path, "rb") as x:
       b = x.read()
       return b

def read_private_key(file_path="crypto_private_key.pem") -> bytes:
   with open(file_path, "rb") as x:
       b = x.read()
       return b

三、加密

• 流程：输入文本（str）→字符串编码（默认utf-8）（bytes）→rsa加密（bytes）→base64编码（bytes）→解码为字符串（str）

• 代码：

import base64
from Crypto.Cipher import PKCS1_v1_5
from Crypto.PublicKey import RSA

def encryption(text: str, public_key: bytes):
# 字符串指定编码（转为bytes）
text = text.encode('utf-8')
# 构建公钥对象
cipher_public = PKCS1_v1_5.new(RSA.importKey(public_key))
# 加密（bytes）
text_encrypted = cipher_public.encrypt(text)
# base64编码，并转为字符串
text_encrypted_base64 = base64.b64encode(text_encrypted ).decode()
return text_encrypted_base64

if __name__ == '__main__':
public_key = read_public_key()
text = '123456'
text_encrypted_base64 = encryption(text, public_key)
print('密文：',text_encrypted_base64)

四、解密

• 说明：解密流程与加密流程相反（按照加密流程逆序解密）

• 流程：输入文本（str）→字符串编码（默认utf-8）（bytes）→base64解码（bytes）→rsa解密（bytes）→解码为字符串（str）

• 代码：

import base64
from Crypto.Cipher import PKCS1_v1_5
from Crypto import Random
from Crypto.PublicKey import RSA

def decryption(text_encrypted_base64: str, private_key: bytes):
# 字符串指定编码（转为bytes）
text_encrypted_base64 = text_encrypted_base64.encode('utf-8')
# base64解码
text_encrypted = base64.b64decode(text_encrypted_base64 )
# 构建私钥对象
cipher_private = PKCS1_v1_5.new(RSA.importKey(private_key))
# 解密（bytes）
text_decrypted = cipher_private.decrypt(text_encrypted , Random.new().read)
# 解码为字符串
text_decrypted = text_decrypted.decode()
return text_decrypted

if __name__ == '__main__':
# 生成密文
public_key = read_public_key()
text = '123456'
text_encrypted_base64 = encryption(text, public_key)
print('密文：',text_encrypted_base64)

# 解密
private_key = read_private_key()
text_decrypted = decryption(text_encrypted_base64, private_key)
print('明文：',text_decrypted)

五、完整代码

import base64
from Crypto.Cipher import PKCS1_v1_5
from Crypto import Random
from Crypto.PublicKey import RSA
# ------------------------生成密钥对------------------------
def create_rsa_pair(is_save=False):
   '''
   创建rsa公钥私钥对
   :param is_save: default:False
   :return: public_key, private_key
   '''
   f = RSA.generate(2048)
   private_key = f.exportKey("PEM")  # 生成私钥
   public_key = f.publickey().exportKey()  # 生成公钥
   if is_save:
       with open("crypto_private_key.pem", "wb") as f:
           f.write(private_key)
       with open("crypto_public_key.pem", "wb") as f:
           f.write(public_key)
   return public_key, private_key

def read_public_key(file_path="crypto_public_key.pem") -> bytes:
   with open(file_path, "rb") as x:
       b = x.read()
       return b

def read_private_key(file_path="crypto_private_key.pem") -> bytes:
   with open(file_path, "rb") as x:
       b = x.read()
       return b
# ------------------------加密------------------------
def encryption(text: str, public_key: bytes):
   # 字符串指定编码（转为bytes）
   text = text.encode('utf-8')
   # 构建公钥对象
   cipher_public = PKCS1_v1_5.new(RSA.importKey(public_key))
   # 加密（bytes）
   text_encrypted = cipher_public.encrypt(text)
   # base64编码，并转为字符串
   text_encrypted_base64 = base64.b64encode(text_encrypted).decode()
   return text_encrypted_base64

# ------------------------解密------------------------
def decryption(text_encrypted_base64: str, private_key: bytes):
   # 字符串指定编码（转为bytes）
   text_encrypted_base64 = text_encrypted_base64.encode('utf-8')
   # base64解码
   text_encrypted = base64.b64decode(text_encrypted_base64)
   # 构建私钥对象
   cipher_private = PKCS1_v1_5.new(RSA.importKey(private_key))
   # 解密（bytes）
   text_decrypted = cipher_private.decrypt(text_encrypted, Random.new().read)
   # 解码为字符串
   text_decrypted = text_decrypted.decode()
   return text_decrypted

if __name__ == '__main__':
   # 生成密钥对
   # create_rsa_pair(is_save=True)
   # public_key = read_public_key()
   # private_key = read_private_key()
   public_key, private_key = create_rsa_pair(is_save=False)

# 加密
   text = '123456'
   text_encrypted_base64 = encryption(text, public_key)
   print('密文：', text_encrypted_base64)

# 解密
   text_decrypted = decryption(text_encrypted_base64, private_key)
   print('明文：', text_decrypted)

来源：https://juejin.cn/post/7083429856330907685