python RSA加密、解密、签名、验签

RSA公私钥生成地址

http://www.metools.info/code/c80.html

Python RAS 加密、解密、签名、验签

python中用于RSA加解密的库有好久个，本文主要讲解rsa 库对于RSA加密、解密、签名、验签的知识点。 

推荐使用rsa库

知识基础

加密是为了保证传输内容隐私，签名是为了保证消息真实性。

服务器存私钥，客户端存公钥。（服务器和客户端关系可以考虑为 1:N）

客户端往服务器传输内容，更多考虑是隐私性，所以公钥签名、私钥解密。

服务器往客户端传输内容，更多考虑真实性，所以私钥签名，公钥验签。

消息的摘要生的算法常用的是MD5或者SHA1，消息内容不一样，生成的摘要信息一定不一样。

真实性的考虑一方面是内容由私钥拥有者发出，另一方面内容在传输过程中没有改变过，所以签名的对象是传输信息生成的消息摘要（摘要内容短，签名也会快些）。

每次加密的长度需要小于密钥长度-特殊位（128位公钥，最长可加密128-11=117位明文）。

每次解密的长度需要小于密钥的长度（128位私钥解密，解密密文长度需要小于等于128位）。

如果加解密内容过长，就需要分段加密、解密。

PEM格式的密钥为base64位文本格式。

# -*- coding: UTF-8 -*-
# ! /usr/bin/env python
import base64
import rsa
from rsa import common


# 使用 rsa库进行RSA签名和加解密
class RsaUtil(object):
    PUBLIC_KEY_PATH = '/tmp/gbzj/public_key.pem'  # 公钥
    PRIVATE_KEY_PATH = '/tmp/gbzj/private_key.pem'  # 私钥

    # 初始化key
    def __init__(self,
                 company_pub_file=PUBLIC_KEY_PATH,
                 company_pri_file=PRIVATE_KEY_PATH):

        if company_pub_file:
            self.company_public_key = rsa.PublicKey.load_pkcs1_openssl_pem(open(company_pub_file).read())
        if company_pri_file:
            self.company_private_key = rsa.PrivateKey.load_pkcs1(open(company_pri_file).read())

    def get_max_length(self, rsa_key, encrypt=True):
        """加密内容过长时 需要分段加密 换算每一段的长度.
            :param rsa_key: 钥匙.
            :param encrypt: 是否是加密.
        """
        blocksize = common.byte_size(rsa_key.n)
        reserve_size = 11  # 预留位为11
        if not encrypt:  # 解密时不需要考虑预留位
            reserve_size = 0
        maxlength = blocksize - reserve_size
        return maxlength

    # 加密 支付方公钥
    def encrypt_by_public_key(self, message):
        """使用公钥加密.
            :param message: 需要加密的内容.
            加密之后需要对接过进行base64转码
        """
        encrypt_result = b''
        max_length = self.get_max_length(self.company_public_key)
        while message:
            input = message[:max_length]
            message = message[max_length:]
            out = rsa.encrypt(input, self.company_public_key)
            encrypt_result += out
        encrypt_result = base64.b64encode(encrypt_result)
        return encrypt_result

    def decrypt_by_private_key(self, message):
        """使用私钥解密.
            :param message: 需要加密的内容.
            解密之后的内容直接是字符串，不需要在进行转义
        """
        decrypt_result = b""

        max_length = self.get_max_length(self.company_private_key, False)
        decrypt_message = base64.b64decode(message)
        while decrypt_message:
            input = decrypt_message[:max_length]
            decrypt_message = decrypt_message[max_length:]
            out = rsa.decrypt(input, self.company_private_key)
            decrypt_result += out
        return decrypt_result

    # 签名 商户私钥 base64转码
    def sign_by_private_key(self, data):
        """私钥签名.
            :param data: 需要签名的内容.
            使用SHA-1 方法进行签名（也可以使用MD5）
            签名之后，需要转义后输出
        """
        signature = rsa.sign(data, priv_key=self.company_private_key,
                             hash_method='SHA-256')  # 加密方式Use 'MD5', 'SHA-1', 'SHA-224', SHA-256', 'SHA-384' or 'SHA-512'
        return base64.b64encode(signature)

    def verify_by_public_key(self, message, signature):
        """公钥验签.
            :param message: 验签的内容.
            :param signature: 对验签内容签名的值（签名之后，会进行b64encode转码，所以验签前也需转码）.
        """
        signature = base64.b64decode(signature)
        return rsa.verify(message, signature, self.company_public_key)


message = 'appId=f334fdgd&bizContent={"authCode":"4196a49571e747259028fa25df330604b4f6d301"}&timestamp=2022-08-01 10:20:08'
print("明文内容：>>> ")
print(message)
rsaUtil = RsaUtil()
encrypy_result = rsaUtil.encrypt_by_public_key(message)
print("加密结果：>>> ")
print(encrypy_result)
decrypt_result = rsaUtil.decrypt_by_private_key(encrypy_result)
print("解密结果：>>> ")
print(decrypt_result)

sign = rsaUtil.sign_by_private_key(message)
print("签名结果：>>> ")
print(sign)
print("验签结果：>>> ")
print(rsaUtil.verify_by_public_key(message, sign))