Python 實現RSA加解密文本文件

近來在使用python寫項目，特此記錄一下項目中遇到的文件加解密問題。關于python版本的加密算法，隨便搜一搜還是可以檢索出來很多的，不過大都是同一篇文章在不同的平臺來回發布，或者就是轉載，而且例舉的都是最簡單的情況，那么，實際項目中使用的話，肯定會比這個要稍微復雜一些，比如我的需求就是要加密一個使用mysqldump出來的數據庫腳本文件，直接拿網上的例子過來調用肯定是不行的，所以不得不自己研究了一番，特此記錄。

RSA算法什么是RSA算法？

項目選型的算法是RSA非對稱加密算法，關于這個算法不做過多的解釋，咱們劃重點：

公鑰用于加密 私鑰用于解密 len_in_byte(raw_data) = len_in_bit(key)/8 -11，如 1024bit 的密鑰，一次能加密的內容長度為 1024/8 -11 = 117 byte為何要減去11個byte?

因為我們使用的是PKCS1Padding占用了11個byte，那么它能加密的明文長度就必須減去這11個byte

可能會遇到什么問題？

基于以上三點，我們大概可以知道要完成文件加解密，我們可能會遇到什么問題？

一次性加密明文的長度是和密鑰長度有關系的，那么我們要加密一個文件，不能一次性將文本內容讀取出來，然后加密如果文件很大，我們也不可能將文件內容一次性讀取到內存當中，可能會直接導致服務器無法響應其他請求，這肯定是不合理的文本被加密之后，回頭解密，如果讀取的長度有差異勢必導致解密失敗，那么這個數據庫備份文件就廢了，這個就比較危險了

Do It

安裝依賴，python版本3.7.4

pip install pycryptodomex -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple/

導入模塊：

import base64from Cryptodome import Randomfrom Cryptodome.PublicKey import RSAfrom Cryptodome.Cipher import PKCS1_v1_5 as Cipher_pkcs1_v1_5from Cryptodome.Signature import PKCS1_v1_5 as Signature_pkcs1_v1_5

生成公鑰+私鑰，注意這里我們生成的公鑰長度是1024bit

# 偽隨機數生成器random_generator = Random.new().read# rsa算法生成實例rsa = RSA.generate(1024, random_generator)private_pem = str(rsa.exportKey(), encoding='utf-8')with open('client-private.pem', 'w') as f: f.write(private_pem) public_pem = str(rsa.publickey().exportKey(), encoding='utf-8')with open('client-public.pem', 'w') as f: f.write(public_pem)’’’

加密，這里對傳入的明文長度做了切分，因為我們生成的密鑰長度為1024bit，所以我們一次加密的明文長度不能超過117個byte

def rsa_encrypt(plaintext, pub_key): ’’’ rsa 加密 :param plaintext: 明文 :param pub_key:公鑰 ’’’ message = plaintext.encode('utf-8') length = len(message) default_length = 117 # 1024/8 - 11 1024為密鑰長度 rsakey = RSA.importKey(pub_key) cipher = Cipher_pkcs1_v1_5.new(rsakey) # 不需要切分 if length <= default_length:return default_rsa_encrypt(cipher, message) # 需要切分 offset = 0 result = [] while length - offset > 0:if length - offset > default_length: result.append(default_rsa_encrypt(cipher, message[offset:offset+default_length]))else: result.append(default_rsa_encrypt(cipher, message[offset:]))offset += default_length return 'n'.join(result) def default_rsa_encrypt(cipher, message): ciphertext = base64.b64encode(cipher.encrypt(message)) # print(b'ciphertext:'+ciphertext) ciphertext_decode = ciphertext.decode('utf-8') # print('ciphertext_decode:'+ciphertext_decode) return ciphertext_decode

解密

def rsa_decrypt(ciphertext, priv_key): ’’’ rsa 解密 :param ciphertext:密文 :param priv_key:私鑰 ’’’ message = base64.b64decode(ciphertext) length = len(message) default_length = 128 rsakey = RSA.importKey(priv_key) cipher = Cipher_pkcs1_v1_5.new(rsakey) if length <= default_length:return default_rsa_decrypt(cipher, message) # 需要分段 offset = 0 result = [] while length - offset > 0:if length - offset > default_length: result.append(rsa_decrypt(cipher, message[offset:offset+default_length]))else: result.append(rsa_decrypt(cipher, message[offset:]))offset += default_length decode_message = [x.decode('utf-8') for x in result] return ''.join(decode_message) def default_rsa_decrypt(cipher, message): plaintext = cipher.decrypt(message, random_generator) # print(b'plaintext:'+plaintext) plaintext_decode = plaintext.decode('utf-8') # print('plaintext_decode:'+plaintext_decode) return plaintext_decode

加解密文件，考慮開頭我們提出的問題，采用了逐行讀取，逐行加密，加密后密文也逐行寫入

def rsa_encrypt_file(file_path, save_path, pub_key): ’’’ rsa 加密文件 :param file_path:需要加密文件路徑 :param save_path:加密之后存放的文件路徑 :param pub_key:公鑰 ’’’ with open(file_path, 'r', encoding='utf-8') as f:line = f.readline() # 讀取一行while line: context = rsa_encrypt(line, pub_key) # 加密切割后的字符 with open(save_path, 'a', encoding='utf-8') as w:w.write(context+'n')line = f.readline()def rsa_decrypt_file(file_path,save_path,priv_key): ’’’ rsa 解密文件 :file_path:需要解密的文件路徑 :save_path:解密之后存放的文件路徑 :priv_key:私鑰 ’’’ with open(file_path,'r',encoding='utf-8') as f:line = f.readline()while line: context = rsa_decrypt(line.strip('n'),priv_key) with open(save_path,'a',encoding='utf-8') as w:w.write(context) line = f.readline()

測試，一開始我使用的是自己隨便輸入的一行很長的數字文本，親測沒有問題，但是當我直接使用我的數據庫腳本文件的時候，加密可以成功，但是會遇到解密后解碼失敗的情況，當時百思不得其解，我以為是字符集的問題，于是我將utf-8，換成了gb2312，加解密成功了，當時心花怒放，直到我重新加解密了另一個備份文件，又遇到解碼失敗，當時就睡不著覺了~

直到我看到了這句話不完整的多字節序列（incomplete multibyte sequence）我瞬間明白了，因為我的腳本文件中含有中文，utf8 編碼一個漢字是3個byte，gb2312編碼一個漢字是2個byte，只要是多字節，那么做切割的時候，就有可能一個漢字被切割成了兩部分，那么自然會導致無法解碼成正確的漢字了，問題已經明了，就看怎么解決了。

因為是腳本文件，處理不好就有可能導致腳本執行失敗，最終導致數據庫還原失敗，這就違背項目初衷了~

所以我想了一個辦法，先對每一行文本做字符編碼判斷，超過了117，最后一個字符就不累計上去，代碼如下：

def cut_string(message,length = 117): result = [] temp_char = [] for msg in message:#遍歷每一個字符msg_encode = msg.encode('utf-8')#對每一個字符編碼temp_encode = ''.join(temp_char).encode('utf-8')#累計編碼之后的字節數if len(temp_encode) + len(msg_encode) <= length:#如果小于約定的長度，加添加入結果集 temp_char.append(msg)else:#如果已經超過了約定的長度，就添加入下一個結果集 result.append(''.join(temp_char)) temp_char.clear() temp_char.append(msg) result.append(''.join(temp_char)) return result

加密方法需要重新調整一下：

def rsa_encrypt_file(file_path,save_path,pub_key): ’’’ rsa 加密文件 :param file_path:需要加密文件路徑 :param save_path:加密之后存放的文件路徑 :param pub_key:公鑰 ’’’ with open(file_path,'r',encoding='utf-8') as f:line = f.readline() #讀取一行while line: cut_lines = cut_string(line) # 切割字符 保證漢字不被切割 for cut_line in cut_lines:context = rsa_encrypt(cut_line,pub_key) #加密切割后的字符with open(save_path,'a',encoding='utf-8') as w: w.write(context+'n') line = f.readline()

到此問題就已經解決了，其實有了這個cut_string方法之后，之前寫的加解密方法中不需要再做切分，但是代碼保留。

上面的方法，加解密的效率非常的低，因為是逐行加解密，一個300M的腳本文件，加密完成耗時40分鐘，這個實在是太難受了，所以調整了策略，先壓縮再加密，所以就涉及到二進制文件的讀取與寫入，最后的實現代碼如下：

def rsa_encrypt_binfile(file_path,save_path,pub_key): ’’’ rsa 加密二進制文件 :param file_path:需要加密文件路徑 :param save_path:加密之后存放的文件路徑 :param pub_key:公鑰 ’’’ with open(file_path, ’rb’) as f: message = f.read() length = len(message) default_length = 117 # 1024/8 - 11 1024為密鑰長度 rsakey = RSA.importKey(pub_key) cipher = Cipher_pkcs1_v1_5.new(rsakey) # 不需要切分 result = [] if length <= default_length: result.append(base64.b64encode(cipher.encrypt(message))) # 需要切分 offset = 0 while length - offset > 0: if length - offset > default_length: result.append(base64.b64encode(cipher.encrypt(message[offset:offset+default_length]))) else: result.append(base64.b64encode(cipher.encrypt(message[offset:]))) offset += default_length with open(save_path,'ab+') as w: for ciphertext in result: ciphertext += b'n' w.write(ciphertext)

def rsa_decrypt_binfile(file_path,save_path,priv_key): ’’’ rsa 解密二進制文件 :file_path:需要解密的文件路徑 :save_path:解密之后存放的文件路徑 :priv_key:私鑰 ’’’ with open(file_path,'rb') as f: line = f.readline() while line: message = base64.b64decode(line.strip(b'n')) rsakey = RSA.importKey(priv_key) cipher = Cipher_pkcs1_v1_5.new(rsakey) plaintext = cipher.decrypt(message, random_generator) with open(save_path, ’ab+’) as w: #追加寫入w.write(plaintext) line = f.readline()

以上就是Python 實現RSA加解密文本文件的詳細內容，更多關于python rsa加解密的資料請關注好吧啦網其它相關文章！