Python实现RSA加密(解密)算法

RSA是一种非对称加密算法，广泛应用于数字签名、密钥交换和数据加密等场景中。本篇攻略介绍如何利用Python实现RSA加密和解密。

RSA加密算法流程

RSA加密算法的流程如下：

1. 选择两个不同的质数$p$和$q$。
2. 计算$n=pq$。
3. 计算$\varphi(n)=(p-1)(q-1)$，其中$\varphi(n)$是欧拉函数。
4. 选择一个整数$e$，$1<e<\varphi(n)$且$e$与$\varphi(n)$互质。
5. 计算$d$，使得$de\equiv 1\pmod{\varphi(n)}$，即$d=e^{-1}\pmod{\varphi(n)}$。
6. 公钥为$(n,e)$，私钥为$(n,d)$。
7. 加密过程为$C=M^e\pmod{n}$，其中$M$为明文，$C$为密文。
8. 解密过程为$M=C^d\pmod{n}$，其中$M$为明文，$C$为密文。

Python实现RSA加密(解密)算法

导入模块

Python中的RSA加密算法需要使用到Crypto模块的PublicKey和PrivateKey类，需先安装pycryptodome库。可以使用以下命令安装：

pip install pycryptodome

生成公钥和私钥

可以使用Crypto模块的RSA类生成RSA密钥对。以下示例代码生成一个2048位的密钥对，其中公钥保存在public.pem文件中，私钥保存在private.pem文件中。

from Crypto.PublicKey import RSA

key = RSA.generate(2048)
private_key = key.export_key()
public_key = key.publickey().export_key()

with open("private.pem", "wb") as f:
    f.write(private_key)

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

加密和解密数据

以下示例代码使用生成的公钥和私钥实现RSA加密和解密。

from Crypto.PublicKey import RSA
from Crypto.Cipher import PKCS1_OAEP

# 加载私钥
with open("private.pem", "rb") as f:
    private = RSA.import_key(f.read())

# 加载公钥
with open("public.pem", "rb") as f:
    public = RSA.import_key(f.read())

# 加密数据
message = b"Hello, world!"
cipher = PKCS1_OAEP.new(public)
encrypted_data = cipher.encrypt(message)
print(f"加密后的数据：{encrypted_data}")

# 解密数据
cipher = PKCS1_OAEP.new(private)
decrypted_data = cipher.decrypt(encrypted_data)
print(f"解密后的数据：{decrypted_data}")

输出结果为：

加密后的数据：b'}\xab\x0e\x1e]G\xbe).N\xa3\x0b\xe8s\x16\n\xc7#\xa2\xe8\xf9\x81\xf3^#E0.\x84\xf4\xa4\x16]\xa3\xbe\xd6i\xa6Q\xe1\x04\xd9\xe0l\xc7)\xc3O\xcb\xaf\x01FyF\xb8q$L\xef3\xb2\x98\xe5z\xc7\xe8\xf6{I\x05X\x8c\x90JG\x17\x9d\xaa\x8f*p\x88\x85tM\xe9}\xd0G\x18\xcfy\x1c\xbdk\x95\x05\xd1\xef\x8d~[.\xc0\xc6\xd2s\x8c\xabGhsF\xc6\xc6\n\xd2\xd8\xeb\xc2z\'\xc6q\xc5\n\xb8\xce\x18\xac]i"\x84!\xac\x1f\xe3\x1b%?\xe5\xdc~zJ\x07\x7fwz\x1e\xc0\xa4\xf0\x84\x85\xb9\x95\xb8u[\x96l\x13[\x83\xe5\xf5?\xf9\x1cR\x9c\xf5\x14\xd4o\xea)\xc3\xcex%\xec\xe1O'
解密后的数据：b'Hello, world!'

以上就是Python实现RSA加密(解密)算法的完整攻略。通过以上例子的演示，我们可以了解到基本的RSA加密和解密的实现方式，以及密钥匹配、数据密文传输等步骤。