Python Python中的RSA加密和解密

在本文中，我们将介绍Python中使用RSA算法进行加密和解密的方法。RSA是一种非对称加密算法，广泛应用于信息安全领域。它使用一对密钥，包括公钥和私钥，其中公钥用于加密数据，私钥用于解密数据。RSA算法基于大数分解的困难性，确保了数据的安全性。

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生成RSA密钥对

首先，我们需要生成RSA密钥对。Python提供了常用的密码学库cryptography，使用该库可以方便地生成RSA密钥对。

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

# 生成RSA密钥对
private_key = rsa.generate_private_key(
    public_exponent=65537,
    key_size=2048
)
public_key = private_key.public_key()

# 将RSA密钥对保存为PEM格式
private_pem = private_key.private_bytes(
    encoding=serialization.Encoding.PEM,
    format=serialization.PrivateFormat.PKCS8,
    encryption_algorithm=serialization.NoEncryption()
)
with open('private_key.pem', 'wb') as f:
    f.write(private_pem)

public_pem = public_key.public_bytes(
    encoding=serialization.Encoding.PEM,
    format=serialization.PublicFormat.SubjectPublicKeyInfo
)
with open('public_key.pem', 'wb') as f:
    f.write(public_pem)

上述代码首先导入了必要的模块，然后使用rsa.generate_private_key函数生成私钥对象，再通过私钥对象获取公钥对象。接着，通过private_key.private_bytes和public_key.public_bytes函数将私钥和公钥保存为PEM格式的文件。

加密和解密数据

有了RSA密钥对后，我们就可以使用公钥加密数据，再使用私钥解密数据了。下面是一个示例代码：

from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import padding

# 加载RSA公钥
with open('public_key.pem', 'rb') as f:
    public_pem = f.read()
    public_key = serialization.load_pem_public_key(
        data=public_pem
    )

# 加密数据
message = b'This is a secret message'
ciphertext = public_key.encrypt(
    message,
    padding.OAEP(
        mgf=padding.MGF1(algorithm=hashes.SHA256()),
        algorithm=hashes.SHA256(),
        label=None
    )
)

# 加载RSA私钥
with open('private_key.pem', 'rb') as f:
    private_pem = f.read()
    private_key = serialization.load_pem_private_key(
        data=private_pem,
        password=None
    )

# 解密数据
plaintext = private_key.decrypt(
    ciphertext,
    padding.OAEP(
        mgf=padding.MGF1(algorithm=hashes.SHA256()),
        algorithm=hashes.SHA256(),
        label=None
    )
)

print(plaintext.decode())

上述代码首先使用serialization.load_pem_public_key函数加载RSA公钥，然后使用公钥的encrypt方法对数据进行加密。接着，使用serialization.load_pem_private_key函数加载RSA私钥，再使用私钥的decrypt方法对密文进行解密。最后，打印出解密后的明文。