Python实现公钥加解密RSA算法

在Python中实现RSA公钥加密算法通常涉及几个步骤：生成密钥对（公钥和私钥）、使用公钥加密数据、以及使用私钥解密数据。Python的cryptography库提供了强大的加密功能，可以方便地实现RSA算法。

以下是一个简单的例子，展示了如何使用cryptography库来生成RSA密钥对、加密和解密数据：

1. 首先，确保你已经安装了cryptography库。如果没有安装，可以使用pip进行安装：

pip install cryptography

2. 然后，你可以使用以下代码来实现RSA加密和解密：

from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import rsa, padding
from cryptography.hazmat.primitives import hashes
from cryptography.hazmat.primitives import serialization
from cryptography.hazmat.backends import default_backend

# 生成RSA密钥对
def generate_keys():
    private_key = rsa.generate_private_key(
        public_exponent=65537,
        key_size=2048,
        backend=default_backend()
    )
    public_key = private_key.public_key()
    return private_key, public_key

# 使用公钥加密数据
def encrypt_message(public_key, message):
    ciphertext = public_key.encrypt(
        message,
        padding.OAEP(
            mgf=padding.MGF1(algorithm=hashes.SHA256()),
            algorithm=hashes.SHA256(),
            label=None
        )
    )
    return ciphertext

# 使用私钥解密数据
def decrypt_message(private_key, ciphertext):
    plaintext = private_key.decrypt(
        ciphertext,
        padding.OAEP(
            mgf=padding.MGF1(algorithm=hashes.SHA256()),
            algorithm=hashes.SHA256(),
            label=None
        )
    )
    return plaintext

# 示例使用
if __name__ == "__main__":
    # 生成密钥对
    private_key, public_key = generate_keys()
    
    # 要加密的消息（注意：消息需要是字节类型）
    message = b"Hello, RSA!"
    
    # 加密消息
    ciphertext = encrypt_message(public_key, message)
    print(f"Ciphertext: {ciphertext}")
    
    # 解密消息
    decrypted_message = decrypt_message(private_key, ciphertext)
    print(f"Decrypted message: {decrypted_message.decode('utf-8')}")

在这个例子中，我们首先生成了一个RSA密钥对，包括一个私钥和一个公钥。然后，我们使用公钥来加密一个消息，并使用私钥来解密该消息。加密和解密都使用了OAEP填充模式，这是一种推荐的填充模式，可以提供更好的安全性。

请注意，RSA加密通常用于加密较短的消息，因为加密长消息可能会导致性能问题。对于较长的数据，通常使用对称加密算法（如AES）进行加密，然后使用RSA加密对称密钥。这种方法结合了对称加密的高效性和非对称加密的安全性。