[教程]揭秘Python RSA加密：轻松入门实践指南，掌握数字签名与密钥生成！

RSA（Rivest-Shamir-Adleman）加密算法是一种非对称加密算法，由Ron Rivest、Adi Shamir和Leonard Adleman于1977年提出。RSA算法的安全性基于大整数分解的难度，使其成为加密通信和数字签名的重要工具。本文将详细介绍Python中的RSA加密，包括数字签名与密钥生成。

RSA算法概述

RSA算法的核心原理是利用两个大素数的乘积进行加密和解密。以下是RSA算法的主要步骤：

1. 密钥生成：

   • 选择两个大素数p和q。
   • 计算n = p * q，n作为公钥和私钥的一个组成部分。
   • 计算欧拉函数φ(n) = (p-1) * (q-1)。
   • 选择一个与φ(n)互质的整数e，e作为公钥的指数。
   • 计算私钥d，满足d * e ≡ 1 (mod φ(n))。

2. 加密：

   • 将明文消息转换为整数M。
   • 计算密文C = M^e mod n。

3. 解密：

   • 使用私钥指数d，计算解密后的明文消息M = C^d mod n。

Python中的RSA加密

Python提供了多种库来实现RSA加密，其中最常用的是Crypto库。以下是一个简单的RSA加密示例：

from Crypto.PublicKey import RSA
from Crypto.Cipher import PKCS1_OAEP
# 生成密钥对
key = RSA.generate(2048)
private_key = key.export_key()
public_key = key.publickey().export_key()
# 加密数据
cipher = PKCS1_OAEP.new(RSA.import_key(public_key))
encrypted_data = cipher.encrypt(b"Hello, World!")
# 解密数据
decrypted_data = cipher.decrypt(encrypted_data)
print(decrypted_data.decode())

数字签名

数字签名是确保数据完整性和身份验证的一种方法。以下是一个使用RSA进行数字签名的示例：

from Crypto.Signature import pkcs1_15
from Crypto.Hash import SHA256
# 生成密钥对
key = RSA.generate(2048)
private_key = key.export_key()
public_key = key.publickey().export_key()
# 创建消息哈希
hash_obj = SHA256.new(b"Hello, World!")
# 签名消息
signature = pkcs1_15.new(RSA.import_key(private_key)).sign(hash_obj)
# 验证签名
hash_obj = SHA256.new(b"Hello, World!")
pkcs1_15.new(RSA.import_key(public_key)).verify(hash_obj, signature)

总结

本文介绍了Python中的RSA加密，包括密钥生成、数据加密和解密，以及数字签名。通过本文的实践指南，您可以轻松入门并掌握RSA加密技术。在实际应用中，RSA加密广泛应用于保护通信和数据的安全性。