怎么利用Python實現(xiàn)RSA加密解密

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RSA加密實驗基本流程：

一、選取兩個大素數(shù)p、q，并計算得到n、phi_n

二、選取常用的e = 0x10001，方便將冪運算優(yōu)化為左移，加快運算速度

三、計算d，使用了擴展歐幾里得算法

四、輸入明文a，將明文轉(zhuǎn)化為可以用于計算的數(shù)字形式

五、對a使用快速冪取模，得到密文b，以16進制顯示

RSA解密流程：

六、對b使用快速冪取模，得到明文a，以字符形式顯示

一、安裝模塊

pip install pycryptodome

二、生成密鑰對

• 密鑰對文件生成和讀取

• 代碼：

from Crypto.PublicKey import RSA
def create_rsa_pair(is_save=False):
    '''
    創(chuàng)建rsa公鑰私鑰對
    :param is_save: default:False
    :return: public_key, private_key
    '''
    f = RSA.generate(2048)
    private_key = f.exportKey("PEM")  # 生成私鑰
    public_key = f.publickey().exportKey()  # 生成公鑰
    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：輸入文本（str）→字符串編碼（默認utf-8）（bytes）→rsa加密（bytes）→base64編碼（bytes）→解碼為字符串（str）

• 代碼：

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

def encryption(text: str, public_key: bytes):
	# 字符串指定編碼（轉(zhuǎn)為bytes）
	text = text.encode('utf-8')
	# 構(gòu)建公鑰對象
	cipher_public = PKCS1_v1_5.new(RSA.importKey(public_key))
	# 加密（bytes）
	text_encrypted = cipher_public.encrypt(text) 
	# base64編碼，并轉(zhuǎn)為字符串
	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

• 說明：解密流程與加密流程相反（按照加密流程逆序解密）

• 流程：輸入文本（str）→字符串編碼（默認utf-8）（bytes）→base64解碼（bytes）→rsa解密（bytes）→解碼為字符串（str）

• 代碼：

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):
	# 字符串指定編碼（轉(zhuǎn)為bytes）
	text_encrypted_base64 = text_encrypted_base64.encode('utf-8')
	# base64解碼
	text_encrypted = base64.b64decode(text_encrypted_base64 )
	# 構(gòu)建私鑰對象
	cipher_private = PKCS1_v1_5.new(RSA.importKey(private_key))
	# 解密（bytes）
	text_decrypted = cipher_private.decrypt(text_encrypted , Random.new().read)
	# 解碼為字符串
	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、完整代碼

import base64
from Crypto.Cipher import PKCS1_v1_5
from Crypto import Random
from Crypto.PublicKey import RSA
# ------------------------生成密鑰對------------------------
def create_rsa_pair(is_save=False):
    '''
    創(chuàng)建rsa公鑰私鑰對
    :param is_save: default:False
    :return: public_key, private_key
    '''
    f = RSA.generate(2048)
    private_key = f.exportKey("PEM")  # 生成私鑰
    public_key = f.publickey().exportKey()  # 生成公鑰
    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):
    # 字符串指定編碼（轉(zhuǎn)為bytes）
    text = text.encode('utf-8')
    # 構(gòu)建公鑰對象
    cipher_public = PKCS1_v1_5.new(RSA.importKey(public_key))
    # 加密（bytes）
    text_encrypted = cipher_public.encrypt(text)
    # base64編碼，并轉(zhuǎn)為字符串
    text_encrypted_base64 = base64.b64encode(text_encrypted).decode()
    return text_encrypted_base64

# ------------------------解密------------------------
def decryption(text_encrypted_base64: str, private_key: bytes):
    # 字符串指定編碼（轉(zhuǎn)為bytes）
    text_encrypted_base64 = text_encrypted_base64.encode('utf-8')
    # base64解碼
    text_encrypted = base64.b64decode(text_encrypted_base64)
    # 構(gòu)建私鑰對象
    cipher_private = PKCS1_v1_5.new(RSA.importKey(private_key))
    # 解密（bytes）
    text_decrypted = cipher_private.decrypt(text_encrypted, Random.new().read)
    # 解碼為字符串
    text_decrypted = text_decrypted.decode()
    return text_decrypted

if __name__ == '__main__':
    # 生成密鑰對
    # 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)

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