python rsa生成带字母的公钥秘钥

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mob64ca12f58d71 2024-09-01 05:50:10 ©著作权

文章标签 密钥对公钥加密 python 文章分类 Python 后端开发

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Python 中使用 RSA 生成公钥和私钥

RSA（Rivest–Shamir–Adleman）加密算法是一种非对称加密算法，广泛用于数据的加密和数字签名。在现代网络通信中，RSA被广泛用于保护敏感信息。本文将介绍如何在 Python 中生成带有字母的 RSA 公钥和私钥，并展示相关代码示例。

1. RSA 算法的基本概念

RSA 算法基于数论中的大素数分解难题。其核心思想是使用两个大质数的乘积来生成公钥和私钥。在 RSA 中，有以下几个重要组件：

公钥（Public Key）：可以公开，任何人都能用它加密消息。
私钥（Private Key）：必须保密，仅持有者能够解密使用公钥加密的消息。
模数（n）：两质数的乘积。
公钥指数（e）：通常选择为一个小的奇数。
私钥指数（d）：满足 d * e ≡ 1 (mod φ(n))，其中 φ(n) 是欧拉函数。

2. 安装依赖库

我们需要用到 cryptography 这个库来实现 RSA 加密。可以通过 pip 安装：

pip install cryptography

3. 生成 RSA 密钥对

以下是生成 RSA 密钥对的基本步骤。在 Python 中，可以使用 cryptography.hazmat 模块来生成密钥对。

代码示例

from cryptography.hazmat.backends import default_backend
from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import rsa
from cryptography.hazmat.primitives import serialization

# 生成密钥对
private_key = rsa.generate_private_key(
    public_exponent=65537,
    key_size=2048,
    backend=default_backend()
)

# 获取公钥
public_key = private_key.public_key()

上面的代码生成了一个 2048 位的 RSA 私钥，并从中获取对应的公钥。

4. 导出公钥和私钥

生成密钥对后，通常需要将公钥和私钥导出，以便于后续的使用和存储。

代码示例

# 导出私钥
pem_private = private_key.private_bytes(
    encoding=serialization.Encoding.PEM,
    format=serialization.PrivateFormat.TraditionalOpenSSL
)

# 导出公钥
pem_public = public_key.public_bytes(
    encoding=serialization.Encoding.PEM,
    format=serialization.PublicFormat.SubjectPublicKeyInfo
)

# 将 PEM 格式的密钥保存到文件
with open("private_key.pem", "wb") as f:
    f.write(pem_private)

with open("public_key.pem", "wb") as f:
    f.write(pem_public)

上述代码将私钥保存为 private_key.pem 文件，公钥保存为 public_key.pem 文件。

5. 状态图展示

在生成 RSA 密钥对的过程中，我们可以使用状态图来说明各个步骤之间的关系。以下是一个简化的状态图，展示了生成密钥的主要状态。

stateDiagram
    [*] --> 生成密钥对
    生成密钥对 --> 获取公钥
    获取公钥 --> 导出公钥
    获取公钥 --> 导出私钥
    导出公钥 --> [*]
    导出私钥 --> [*]

6. 使用公钥加密和私钥解密

一旦我们有了公钥和私钥，就可以使用它们来加密和解密消息。例如，可以使用公钥加密，然后用私钥解密数据。

加密示例

from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import padding
from cryptography.hazmat.primitives import hashes

# 要加密的消息
message = b"这是需要加密的消息！"

# 使用公钥加密
ciphertext = public_key.encrypt(
    message,
    padding.OAEP(
        algorithm=hashes.SHA256(),
        label=None,
        mgf=padding.MGF1(algorithm=hashes.SHA256())
    )
)

解密示例

# 使用私钥解密
plaintext = private_key.decrypt(
    ciphertext,
    padding.OAEP(
        algorithm=hashes.SHA256(),
        label=None,
        mgf=padding.MGF1(algorithm=hashes.SHA256())
    )
)

print(plaintext.decode())