前言

關於非對稱加密演算法我就不過多介紹了，本文著重於python3對RSA演算法的實現。

正文

from Crypto.PublicKey import RSA
import Crypto.Signature.PKCS1_v1_5 as sign_PKCS1_v1_5 #用於簽名/驗籤
from Crypto.Cipher import PKCS1_v1_5 #用於加密
from Crypto import Random
from Crypto import Hash


x = RSA.generate(2048)
# y = RSA.generate(2048, Random.new().read)   #也可以使用偽隨機數來輔助生成
s_key = x.export_key() #私鑰
g_key = x.publickey().export_key() #公鑰
# print(s_key,'\n111\n',g_key)



#寫入檔案--1
# with open("c.pem", "wb") as x:
#     x.write(s_key)
# with open("d.pem", "wb") as x:
#     x.write(g_key)


#從檔案匯入金鑰 -- 通過私鑰生成公鑰  (公鑰不會變 -- 用於只知道私鑰的情況)--2
# with open('c.pem','rb')as x:
#     s_key = RSA.importKey(x.read())
# # new_g_key = s_key.publickey().export_key()
# # print(new_g_key)
#
# cert = s_key.export_key("DER")  #生成證書 -- 它和私鑰是唯一對應的
# print(cert)


#實現RSA 非對稱加解密
my_private_key = s_key  # 私鑰
my_public_key = g_key  # 公鑰


############ 使用公鑰 - 私鑰對資訊進行"加密" + "解密" ##############
'''
作用：對資訊進行公鑰加密，私鑰解密。
應用場景：
    A想要加密傳輸一份資料給B，擔心使用對稱加密演算法易被他人破解（金鑰只有一份，一旦洩露，則資料洩露），故使用非對稱加密。
    資訊接收方可以生成自己的祕鑰對，即公私鑰各一個，然後將公鑰發給他人，私鑰自己保留。
    
    A使用公鑰加密資料，然後將加密後的密文傳送給B，B再使用自己的私鑰進行解密，這樣即使A的公鑰和密文均被第三方得到，
    第三方也要知曉私鑰和加密演算法才能解密密文，大大降低資料洩露風險。


'''

def encrypt_with_rsa(plain_text):

    #先公鑰加密
    cipher_pub_obj = PKCS1_v1_5.new(RSA.importKey(my_public_key))
    _secret_byte_obj = cipher_pub_obj.encrypt(plain_text.encode())

    return _secret_byte_obj

def decrypt_with_rsa(_secret_byte_obj):

    #後私鑰解密
    cipher_pri_obj = PKCS1_v1_5.new(RSA.importKey(my_private_key))
    _byte_obj = cipher_pri_obj.decrypt(_secret_byte_obj, Random.new().read)
    plain_text = _byte_obj.decode()

    return plain_text

def executer_without_signature():

    #加解密驗證
    text = "I love CA!"
    assert text == decrypt_with_rsa(encrypt_with_rsa(text))
    print("rsa test success！")



############ 使用私鑰 - 公鑰對資訊進行"簽名" + "驗籤" ##############
'''
作用：對解密後的檔案的完整性、真實性進行驗證（繁瑣但更加保險的做法，很少用到）
應用場景：
    A有一私密檔案欲加密後傳送給B，又擔心因各種原因導致B收到並解密後的檔案並非完整、真實的原檔案（可能被篡改或丟失一部分），
    所以A在傳送前對原檔案進行簽名，將[簽名和密文]一同傳送給B讓B收到後用做一下檔案的[解密 + 驗籤],
    均通過後-方可證明收到的原檔案的真實性、完整性。
    
'''
def to_sign_with_private_key(plain_text):

    #私鑰簽名
    signer_pri_obj = sign_PKCS1_v1_5.new(RSA.importKey(my_private_key))
    rand_hash = Hash.SHA256.new()
    rand_hash.update(plain_text.encode())
    signature = signer_pri_obj.sign(rand_hash)

    return signature

def to_verify_with_public_key(signature, plain_text):

    #公鑰驗籤
    verifier = sign_PKCS1_v1_5.new(RSA.importKey(my_public_key))
    _rand_hash = Hash.SHA256.new()
    _rand_hash.update(plain_text.encode())
    verify = verifier.verify(_rand_hash, signature)

    return verify #true / false

def executer_with_signature():

    #簽名/驗籤
    text = "I love CA!"
    assert to_verify_with_public_key(to_sign_with_private_key(text), text)
    print("rsa Signature verified!")


if __name__ == '__main__' :

    executer_without_signature() # 只加密不簽名

    executer_with_signature()  #只簽名不加密

    #二者結合食用更佳
'''
如果是加密的同時又要簽名，這個時候稍微有點複雜。

1、傳送者和接收者需要各持有一對公私鑰，也就是4個鑰匙。
2、接收者的公私鑰用於機密資訊的加解密
3、傳送者的公私鑰用於機密資訊的簽名/驗籤
4、接收者和傳送者都要提前將各自的[公鑰]告知對方。
'''
 

若有疑問請留言，我會盡力解答。