python 实现RSA非对称加密

1 签名和加密的区别

数据签名和数据加密的过程都是使用公开的密钥系统，但实现的过程正好相反，

数据加密使用的是接受方的密钥对，任何知道接受方公钥的都可以向接受方发送消息，但是只有拥有私钥的才能解密出来；

数据签名使用的是发送方的密钥对，任何接受方都可以用公钥解密，验证数据的正确性。

一句话总结：

数据加密保证了数据接受方的数据安全性。

数据签名保证了数据发送方的数据安全性。

就拿A给B发送经过签名加密信息来说：
1、A对信息签名的作用是确认这个信息是A发出的，不是别人发出的；
2、加密是对内容进行机密性保护，主要是保证信息内容不会被其他人获取，只有B可以获取。

也就是保证整个过程的端到端的唯一确定性，这个信息是A发出的（不是别人），且是发给B的，只有B才被获得具体内容（别人就算截获信息也不能获得具体内容）。

这只是大概说了作用，具体说来，涉及到密钥相关的东西。密钥有公钥和私钥之分。

那么这里一共有两组四个密钥：A的公钥（PUB_A），A的私钥（PRI_A）；B的公钥（PUB_B），B的私钥（PRI_B）。

公钥一般用来加密，私钥用来签名。

通常公钥是公开出去的，但是私钥只能自己私密持有。

公钥和私钥唯一对应，用某个公钥签名过得内容只能用对应的私钥才能解签验证；同样用某个私钥加密的内容只能用对应的公钥才能解密。

这时A向B发送信息的整个签名和加密的过程如下：
1、A先用自己的私钥（PRI_A）对信息（一般是信息的摘要）进行签名。
2、A接着使用B的公钥（PUB_B）对信息内容和签名信息进行加密。

这样当B接收到A的信息后，获取信息内容的步骤如下：
1、用自己的私钥（PRI_B）解密A用B的公钥（PUB_B）加密的内容；
2、得到解密后的明文后用A的公钥（PUB_A）解签A用A自己的私钥（PRI_A）的签名。

从而整个过程就保证了开始说的端到端的唯一确认。A的签名只有A的公钥才能解签，这样B就能确认这个信息是A发来的；A的加密只有B的私钥才能解密，这样A就能确认这份信息只能被B读取。

2 Python代码实现

import json
from base64 import b64encode, b64decode
import rsa

# 创建公钥和私钥文件
def createKeyFile(keySize, filePath):
    runStatus = False
    try:
        private, public = rsa.newkeys(keySize)
        with open(f'{filePath}/public.pem', 'wb') as f:
            f.write(public.save_pkcs1())
        with open(f'{filePath}/private.pem', 'wb') as f:
            f.write(private.save_pkcs1())

        print(f'private: {private.save_pkcs1("PEM")}')
        print(f'public: {public.save_pkcs1("PEM")}')
        runStatus = True
    except Exception as e:
        print(e.args[0])

    return runStatus

# 获取公钥
def loadPublicKey(filePath):
    with open(filePath, 'rb') as f:
        pubKey = rsa.PublicKey.load_pkcs1(f.read())
    return pubKey

# 获取私钥
def loadPrivateKey(filePath):
    with open(filePath, 'rb') as f:
        privkey = rsa.PrivateKey.load_pkcs1(f.read())
    return privkey

# 公钥加密
def encrypt(text, pubKey, charset='utf-8'):
    data = text.encode(charset)
    length = len(data)
    default_length = 117
    res = []
    for i in range(0, length, default_length):
        res.append(rsa.encrypt(data[i:i + default_length], pubKey))
    byte_data = b''.join(res)
    return b64encode(byte_data)
    # return b64encode(rsa.encrypt(text, pubKey))

# 私钥解秘
def decrypt(ciphertext, privkey):
    data = b64decode(ciphertext)
    length = len(data)
    default_length = 128
    res = []
    for i in range(0, length, default_length):
        res.append(rsa.decrypt(data[i:i + default_length], privkey))
    return str(b''.join(res), encoding="utf-8")
    # return rsa.decrypt(b64decode(ciphertext), privkey)

# 私钥签名
def sign(text, privkey, hashAlg="SHA-256"):
    return b64encode(rsa.sign(text, privkey, hashAlg))


# 公钥验签
def verify(text, signature, pub_key):
    signatureVerify = False
    try:
        rsa.verify(text, b64decode(signature), pub_key)
        signatureVerify = True
    except rsa.VerificationError as e:
        print(e.args[0])
    return signatureVerify