python 實現私鑰加密公鑰解密

lewinlee 發布于2019-07-30 18:43 / 2308人閱讀

摘要：實現私鑰加密公鑰解密業界普遍的用法是公鑰用來加密，私鑰來解密，許多人卻不知道也可以用私鑰加密，公鑰來解密基礎知識對稱加密非對稱加密公私鑰的幾個常見格式圖片來源使用私鑰加密待編輯使用公鑰解密參考文檔的實現公鑰格式如下，若公鑰已經是格式，則無需

python 實現私鑰加密公鑰解密

業界普遍的用法是公鑰用來加密，私鑰來解密，許多人卻不知道也可以用私鑰加密，公鑰來解密

基礎知識 對稱加密 非對稱加密 公私鑰的幾個常見格式

圖片來源： https://www.openssl.org/docs/...

使用私鑰加密

待編輯

使用公鑰解密

參考文檔：

https://www.cnblogs.com/masak...
https://www.linuxidc.com/Linu...

python2.7 的實現

from rsa import PublicKey, common, transform, core

# 公鑰格式如下，若公鑰已經是 RSAPublicKey 格式，則無需將 pub key 轉換為 string
PUB_KEY_STRING = "MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQCsKfRext58G0buLDabQQNBVWEB1/B62PapiZ2tSiITw/3X4cI00QB6m7dryMqs7pKntUD3MTGeMCj9zwXX0kmqkrA8og0H0eOHQnAeuw671lkSVYnD1YVcICPv+fbJ1JL+DP3RkXuy0+V2iQC2GDQmfgTcKVowU4c+ToQIp0pUBQIDAQAB"

class DecryptByPublicKey(object):
    """
    使用 publib key來解密用primary key加密后生成的base64類型的密文
    返回解密后的數據
    """
    def __init__(self, encrypt_text):
        self.encrypt_text = encrypt_text

    @staticmethod
    def str2key(s):
        # 對字符串解碼, 解碼成功返回 模數和指數
        b_str = base64.b64decode(s)
        if len(b_str) < 162:
            return False
        hex_str = ""
        # 按位轉換成16進制
        for x in b_str:
            h = hex(ord(x))[2:]
            h = h.rjust(2, "0")
            hex_str += h
        # 找到模數和指數的開頭結束位置
        m_start = 29 * 2
        e_start = 159 * 2
        m_len = 128 * 2
        e_len = 3 * 2
        modulus = hex_str[m_start:m_start + m_len]
        exponent = hex_str[e_start:e_start + e_len]
        return modulus,exponent

    @staticmethod
    def f(cipher, PUBLIC_KEY):
        """
        decrypt msg by public key
        """
        public_key = PublicKey.load_pkcs1(PUBLIC_KEY)
        encrypted = transform.bytes2int(cipher)
        decrypted = core.decrypt_int(encrypted, public_key.e, public_key.n)
        text = transform.int2bytes(decrypted)
        if len(text) > 0 and text[0] == "x01":
            pos = text.find("x00")
            if pos > 0:
                return text[pos+1:]
            else:
                return None

    def pub_decrypt_with_pubkeystr(self):
        """
        將 base64 編碼的 pub_key 轉成 bio 對象,
        再將bio對象轉換成公鑰對象
        """
        # 將 pub key 轉換為 string
        # Note: 若公鑰已經是 RSAPublicKey 格式，則無需執行這一步 ！
        try:
            key = self.str2key(PUB_KEY_STRING) # 將 base64 編碼的公鑰進行拆解，取出模數和指數
            if not key:
                raise Exception, "decode public key falid"
            modulus = int(key[0], 16)
            exponent = int(key[1], 16)
            rsa_pubkey = PublicKey(modulus, exponent) # 根據模數和指數生成 pubkey 對象
            self.pub_key = rsa_pubkey.save_pkcs1()    # 將 pubkey 對象導出為 RSAPublicKey 格式的公鑰
        except Exception, e:
            assert False, "Invalid public_key"

    
        # 開始解密
        try:
            ret = self.f(self.encrypt_text.decode("base64"), self.pub_key)
        except Exception, e:
            self.error_info = str(e)
            assert False, "Decrypt by public key fails! Invalid encrypt_text"
        return ret

if __name__ == "__main__":
    encrypt_text = "xxxxxx"  # encrypt_text 是被私鑰加密后的密文
    decrypt = DecryptByPublicKey(encrypt_text)
    result = decrypt.pub_decrypt_with_pubkeystr()
    print result

python3 的實現

# 系統庫
import six
import logging
import coloredlogs
# 第三方庫
import rsa
import base64

p = logging.getLogger()
console_formatter = logging.StreamHandler()
console_formatter.setFormatter(coloredlogs.ColoredFormatter("%(asctime)s - %(module)-14s[line:%(lineno)3d] - %(levelname)-8s: %(message)s"))
p.addHandler(console_formatter)
p.setLevel(logging.DEBUG)

PUB_KEY_STRING = "MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQCsKfRext58G0buLDabQQNBVWEB1/B62PapiZ2tSiITw/3X4cI00QB6m7dryMqs7pKntUD3MTGeMCj9zwXX0kmqkrA8og0H0eOHQnAeuw671lkSVYnD1YVcICPv+fbJ1JL+DP3RkXuy0+V2iQC2GDQmfgTcKVowU4c+ToQIp0pUBQIDAQAB"


class DecryptByPublicKey(object):
    """
        先產生模數因子
        然后生成rsa公鑰
        再使用rsa公鑰去解密傳入的加密str
    """
    def __init__(self, encrypt_text):
        self._encrypt_text = encrypt_text
        self._pub_string_key = PUB_KEY_STRING
        # 使用公鑰字符串求出模數和因子
        self._modulus = None   # 模數
        self._exponent = None  # 因子
        # 使用PublicKey(模數,因子)算出公鑰
        self._pub_rsa_key = None

    def _gen_modulus_exponent(self, s) ->int:
        p.debug("Now base64 decode pub key,return modulus and exponent")
        # 對字符串解碼, 解碼成功返回 模數和指數
        b_str = base64.b64decode(s)
        if len(b_str) < 162:
            return False
        hex_str = b_str.hex()
        # 找到模數和指數的開頭結束位置
        m_start = 29 * 2
        e_start = 159 * 2
        m_len = 128 * 2
        e_len = 3 * 2
        self._modulus = int(hex_str[m_start:m_start + m_len], 16)
        self._exponent = int(hex_str[e_start:e_start + e_len], 16)

    def _gen_rsa_pubkey(self):
        # 將pub key string 轉換為 pub rsa key
        p.debug("Now turn key string to rsa key")
        try:
            rsa_pubkey = rsa.PublicKey(self._modulus, self._exponent)
            # 賦值到_pub_rsa_key
            self._pub_rsa_key = rsa_pubkey.save_pkcs1()
            # p.debug("self._pub_rsa_key：{}".format(self._pub_rsa_key))
        except Exception as e:
            p.error(e)
            p.error("Invalid public_key")
            raise e

    def decode(self) ->str:
        """
        decrypt msg by public key
        """
        p.debug("Now decrypt msg by public rsa key")
        b64decoded_encrypt_text = base64.b64decode(self._encrypt_text)
        public_key = rsa.PublicKey.load_pkcs1(self._pub_rsa_key)
        encrypted = rsa.transform.bytes2int(b64decoded_encrypt_text)
        decrypted = rsa.core.decrypt_int(encrypted, public_key.e, public_key.n)
        # p.debug("decrypted: {}".format(decrypted))
        decrypted_bytes = rsa.transform.int2bytes(decrypted)
        # 這里使用了six庫的iterbytes()方法去模擬python2對bytes的輪詢
        if len(decrypted_bytes) > 0 and list(six.iterbytes(decrypted_bytes))[0] == 1:
            try:
                raw_info = decrypted_bytes[decrypted_bytes.find(b"x00")+1:]
            except Exception as e:
                p.error(e)
                raise e
        return raw_info.decode("utf-8")

    def decrypt(self) -> str:
        """
        先產生模數因子
        然后生成rsa公鑰
        再使用rsa公鑰去解密
        """
        self._gen_modulus_exponent(self._pub_string_key)
        self._gen_rsa_pubkey()
        ret = self.decode()
        return ret


if __name__ == "__main__":
    encrypt_text = "xxxxxx"  # encrypt_text 是被私鑰加密后的密文
    result = DecryptByPublicKey(encrypt_text).decrypt()
    p.info(result)

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