python实现RSA数字签名的产生和验证（二）

这个实验的坑好多，自己也是搞了半天，有的坑或许一带而过没有记录下来，还请大家与我交流帮我加深一下印象~~
实验的知识点铺垫（挖坑）请见：pip install pycryptodome失败的解决办法
pycryptodome简介——python实现RSA数字签名的产生和验证（一）

一、实验目的

  借助Python的标准库和扩展库，实现数字签名的产生和验证过程。

二、实验内容

  利用Python实现RSA数字签名的产生和验证过程。
  任务1：准备一个私钥文件，一个公钥文件，一个数据文件；
  任务2：定义一个函数，能够使用指定的私钥对数据文件进行签 名，并将签名结果输出到文件返回；
  任务3：定义一个函数，能够使用指定的公钥对任务2中的签名    文件进行验证，返回验证结果；
  任务4：利用任务1中的文件对任务2和3中的函数进行测试。

三、实验环境

Python 3.8

四、实验原理和步骤

Python标准库hashlib实现了SHA1,SHA224以及MD5等多个安全哈希算法，Python扩展库pycryptodome和cryptography提供了SHA系列算法和其他哈希算法，以及DES,AES，RSA等多个加密算法和数字签名算法的实现。

五、实验代码及运行结果

任务一（准备文件）：

from Crypto.PublicKey import RSA

key = RSA.generate(2048)

# 任务1：准备一个私钥文件，一个公钥文件，一个数据文件
private_key = key.export_key()
public_key = key.publickey().export_key()
data = "I love you"
with open("private_key.pem", "wb") as prifile,\
    open("public_key.pem", "wb") as pubfile,\
    open("data.txt","a") as datafile:
    prifile.write(private_key)
    pubfile.write(public_key)
    datafile.write(data)

任务二（签名产生）：

# 任务2：定义签名函数，能够使用指定的私钥对数据文件进行签名，并将签名结果输出到文件返回
def signaturer(private_key,data):
    # 获取消息的HASH值，摘要算法MD5，验证时也必须用MD5
    digest = MD5.new(data.encode('utf-8'))
    # 使用私钥对HASH值进行签名
    signature = pkcs1_15.new(private_key).sign(digest)
    # 将签名结果写入文件
    sig_results = open("sig_results.txt","wb")
    sig_results.write(signature)
    sig_results.close()
    return sig_results

任务三（签名验证）：

# 任务3：定义签名验证函数，能够使用指定的公钥对任务2中的签名文件进行验证，返回验证结果
def verifier(public_key,data,signature):
    digest = MD5.new(data.encode('utf-8'))
    try:
        pkcs1_15.new(public_key).verify(digest, signature)
        print("验证成功！！！")
    except:
        print("签名无效！！！")

任务四（测试）：

# 任务4：利用任务1中的文件对任务2和3中的函数进行测试。
with open('private_key.pem') as prifile,\
    open('data.txt') as datafile:
    private_key = RSA.import_key(prifile.read())
    data = datafile.read()

    signaturer(private_key,data)

with open('public_key.pem') as pubfile,\
    open('data.txt') as datafile,\
    open('sig_results.txt','rb') as sigfile:
    public_key = RSA.import_key(pubfile.read())
    data = datafile.read()
    signature = sigfile.read()

    verifier(public_key,data,signature)

验签测试结果：

源代码

1.file_prepare.py文件：

from Crypto.PublicKey import RSA

key = RSA.generate(2048)

# 任务1：准备一个私钥文件，一个公钥文件，一个数据文件
private_key = key.export_key()
public_key = key.publickey().export_key()
data = "I love you"
with open("private_key.pem", "wb") as prifile,\
    open("public_key.pem", "wb") as pubfile,\
    open("data.txt","a") as datafile:
    prifile.write(private_key)
    pubfile.write(public_key)
    datafile.write(data)

2. signature.py文件：

from Crypto.Signature import pkcs1_15
from Crypto.Hash import MD5
from Crypto.PublicKey import RSA

# 签名
with open("data.txt","r") as datafile:
    data = datafile.read()

# print(data)

# 任务2：定义签名函数，能够使用指定的私钥对数据文件进行签名，并将签名结果输出到文件返回
def signaturer(private_key,data):
    # 获取消息的HASH值，摘要算法MD5，验证时也必须用MD5
    digest = MD5.new(data.encode('utf-8'))
    # 使用私钥对HASH值进行签名
    signature = pkcs1_15.new(private_key).sign(digest)
    # 将签名结果写入文件
    sig_results = open("sig_results.txt","wb")
    sig_results.write(signature)
    sig_results.close()
    return sig_results

# 任务3：定义签名验证函数，能够使用指定的公钥对任务2中的签名文件进行验证，返回验证结果
def verifier(public_key,data,signature):
    digest = MD5.new(data.encode('utf-8'))
    try:
        pkcs1_15.new(public_key).verify(digest, signature)
        print("验证成功！！！")
    except:
        print("签名无效！！！")

        
# 任务4：利用任务1中的文件对任务2和3中的函数进行测试。
with open('private_key.pem') as prifile,\
    open('data.txt') as datafile:
    private_key = RSA.import_key(prifile.read())
    data = datafile.read()

    signaturer(private_key,data)

with open('public_key.pem') as pubfile,\
    open('data.txt') as datafile,\
    open('sig_results.txt','rb') as sigfile:
    public_key = RSA.import_key(pubfile.read())
    data = datafile.read()
    signature = sigfile.read()

    verifier(public_key,data,signature)