Python使用rsa模块实现非对称加密与解密

Python使用rsa模块实现非对称加密与解密

1、简单介绍：

RSA加密算法是一种非对称加密算法 是由已知加密密钥推导出解密密钥在计算上是不可行的”密码体制。加密密钥（即公开密钥）PK是公开信息，而解密密钥（即秘密密钥）SK是需要保密的。
RSA密钥至少为500位长，一般推荐使用1024位。RSA密钥长度随着保密级别提高，增加很快。
由于RSA的特性，一个1024位的密钥只能加密117位字节数据，当数据量超过117位字节的时候，程序就会抛出异常。 ——来自大佬

2、代码实现：

来一段大佬的代码：

import rsa


# 一、生成公钥及私钥, 并保存
public_key, private_key = rsa.newkeys(1024)  # 生成公钥和私钥
# 将生成的公钥和私钥进行转换，以便存储
pub = public_key.save_pkcs1()
pri = private_key.save_pkcs1('PEM')  # save_pkcsl()是内置方法，其默认参数是‘PEM’
with open('pubkey.pem', mode='wb') as f, open('privkey.pem', mode='wb') as f1:
    f.write(pub)  # 打开两个文件，分别存储公钥及私钥
    f1.write(pri)


# 二. 使用公钥加密, 私钥解密
def func():
    with open('pubkey.pem', mode='rb') as f, open('privkey.pem', 'rb') as f1:
        pub = f.read()  # 从文件中再读出公钥和私钥
        pri = f1.read()
        public_key = rsa.PublicKey.load_pkcs1(pub)  # 转换为原始状态
        private_key = rsa.PrivateKey.load_pkcs1(pri)
    message = "rsa加密测试"
    info = rsa.encrypt(message.encode('utf-8'), public_key)  # 使用公钥加密内容，内容必须是二进制
    msg = rsa.decrypt(info, private_key)  # 使用私钥解密，获得解密后的内容
    print(msg.decode('utf-8'))  # 使用之前记得先解码

3、代码升级：

现在我将上述的代码段封装成一个Rsa class（包含的方法有：__init__——初始化方法，key_transform_store——存储公钥与私钥的方法、encry——加密方法、decry——解密方法），使用的时候，直接将下面的代码段拎到我们需要的地方去引用：先创建一Rsa对象，然后调用里面的方法即可：

import rsa


class Rsa(object):
    """RSA加密、解密"""

    def __init__(self, number, pub_path='public_key.pem', priv_path='private_key.pem'):
        """

        :param pub_path: the path to public key, default its path is public_key.pem
        :param priv_path: the path to private key, default its path is private_key.pem
        """
        # Generate the public and private keys, and returns them
        self.public_key, self.private_key = rsa.newkeys(number)

        self.public_key_path = pub_path
        self.private_key_path = priv_path

    def key_transform_store(self):
        """
        convert and save the generated public and private keys to a file
        :return: None
        """
        # convert the generated public and private keys for storage
        pub = self.public_key.save_pkcs1()
        pri = self.private_key.save_pkcs1('PEM')

        # open two files to store the public key and private key respectively
        
        with open(self.public_key_path, mode='wb') as f:
            f.write(pub)

        with open(self.private_key_path, mode='wb') as f1:
            f1.write(pri)

    def encry(self, info):
        """
        encrypt information
        :param info: the original string information to be encrypted
        :return:info_encrypted
        """
        # read the public key from the file
        with open(self.public_key_path, mode='rb') as f:
            pub = f.read()
            # convert pub to original state
            public_key = rsa.PublicKey.load_pkcs1(pub)

        # use the public key to encrypt the content, which must be binary
        info_encrypted = rsa.encrypt(info.encode('utf-8'), public_key)
        return info_encrypted

    def decry(self, info_encrypted):
        """
        decrypt information
        :param info_encrypted: encrypted information
        :return: info
        """
        # read the private key from the file
        with open(self.private_key_path, 'rb') as f:
            pri = f.read()
            # convert pri to original state
            private_key = rsa.PrivateKey.load_pkcs1(pri)

        # decrypt with private key to obtain the decrypted content
        msg = rsa.decrypt(info_encrypted, private_key)
        info = msg.decode('utf-8')  # decode
        return info


rsa_obj = Rsa(1024)  # 实例化
rsa_obj.key_transform_store()  # 
info_encrypted = rsa_obj.encry('我是真心喜欢你的。')  # 加密
print(info_encrypted)
info = rsa_obj.decry(info_encrypted)  # 解密
print(info)  # 我是真心喜欢你的。

这里会出现一个问题：由于RSA的特性，一个1024位的密钥只能加密117位字节数据，当数据量超过117位字节的时候，程序就会抛出异常。如下测试会抛出：OverflowError: 189 bytes needed for message, but there is only space for 117

rsa_obj = Rsa(1024)  # 实例化
rsa_obj.key_transform_store()  # 
info_encrypted = rsa_obj.encry('我是真心喜欢你的。我是真心喜欢你的。我是真心喜欢你的。我是真心喜欢你的。我是真心喜欢你的。我是真心喜欢你的。我是真心喜欢你的。')  # 加密
print(info_encrypted)
info = rsa_obj.decry(info_encrypted)  # 解密
print(info)

。。。。。。

后记: 通常使用中, 会先对数据进行bas64加密, 再对加密后的内容使用rsa加密, 最后对rsa解密后的内容进行bas64解密。

以上。