Python 實(shí)現(xiàn)RSA加解密文本文件
近來(lái)在使用python寫項(xiàng)目,特此記錄一下項(xiàng)目中遇到的文件加解密問(wèn)題。
關(guān)于python版本的加密算法,隨便搜一搜還是可以檢索出來(lái)很多的,不過(guò)大都是同一篇文章在不同的平臺(tái)來(lái)回發(fā)布,或者就是轉(zhuǎn)載,而且例舉的都是最簡(jiǎn)單的情況,那么,實(shí)際項(xiàng)目中使用的話,肯定會(huì)比這個(gè)要稍微復(fù)雜一些,比如我的需求就是要加密一個(gè)使用mysqldump出來(lái)的數(shù)據(jù)庫(kù)腳本文件,直接拿網(wǎng)上的例子過(guò)來(lái)調(diào)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(xiàng)目選型的算法是RSA非對(duì)稱加密算法,關(guān)于這個(gè)算法不做過(guò)多的解釋,咱們劃重點(diǎn):
- 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(nèi)容長(zhǎng)度為 1024/8 -11 = 117 byte
為何要減去11個(gè)byte?
因?yàn)槲覀兪褂玫氖荘KCS1Padding占用了11個(gè)byte,那么它能加密的明文長(zhǎng)度就必須減去這11個(gè)byte
可能會(huì)遇到什么問(wèn)題?
基于以上三點(diǎn),我們大概可以知道要完成文件加解密,我們可能會(huì)遇到什么問(wèn)題?
一次性加密明文的長(zhǎng)度是和密鑰長(zhǎng)度有關(guān)系的,那么我們要加密一個(gè)文件,不能一次性將文本內(nèi)容讀取出來(lái),然后加密
如果文件很大,我們也不可能將文件內(nèi)容一次性讀取到內(nèi)存當(dāng)中,可能會(huì)直接導(dǎo)致服務(wù)器無(wú)法響應(yīng)其他請(qǐng)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(zhǎng)度有差異勢(shì)必導(dǎo)致解密失敗,那么這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)備份文件就廢了,這個(gè)就比較危險(xiǎn)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(dǎo)入模塊:
import base64 from Cryptodome import Random from Cryptodome.PublicKey import RSA from Cryptodome.Cipher import PKCS1_v1_5 as Cipher_pkcs1_v1_5 from 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(zhǎng)度是1024bit
# 偽隨機(jī)數(shù)生成器 random_generator = Random.new().read # rsa算法生成實(shí)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(duì)傳入的明文長(zhǎng)度做了切分,因?yàn)槲覀兩傻拿荑€長(zhǎng)度為1024bit,所以我們一次加密的明文長(zhǎng)度不能超過(guò)117個(gè)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(zhǎng)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(kāi)頭我們提出的問(wèn)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(cè)試,一開(kāi)始我使用的是自己隨便輸入的一行很長(zhǎng)的數(shù)字文本,親測(cè)沒(méi)有問(wèn)題,但是當(dāng)我直接使用我的數(shù)據(jù)庫(kù)腳本文件的時(shí)候,加密可以成功,但是會(huì)遇到解密后解碼失敗的情況,當(dāng)時(shí)百思不得其解,我以為是字符集的問(wèn)題,于是我將utf-8,換成了gb2312,加解密成功了,當(dāng)時(shí)心花怒放,直到我重新加解密了另一個(gè)備份文件,又遇到解碼失敗,當(dāng)時(shí)就睡不著覺(jué)了~
直到我看到了這句話不完整的多字節(jié)序列(incomplete multibyte sequence)我瞬間明白了,因?yàn)槲业哪_本文件中含有中文,utf8 編碼一個(gè)漢字是3個(gè)byte,gb2312編碼一個(gè)漢字是2個(gè)byte,只要是多字節(jié),那么做切割的時(shí)候,就有可能一個(gè)漢字被切割成了兩部分,那么自然會(huì)導(dǎo)致無(wú)法解碼成正確的漢字了,問(wèn)題已經(jīng)明了,就看怎么解決了。
因?yàn)槭悄_本文件,處理不好就有可能導(dǎo)致腳本執(zhí)行失敗,最終導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)還原失敗,這就違背項(xiàng)目初衷了~
所以我想了一個(gè)辦法,先對(duì)每一行文本做字符編碼判斷,超過(guò)了117,最后一個(gè)字符就不累計(jì)上去,代碼如下:
def cut_string(message,length = 117): result = [] temp_char = [] for msg in message:#遍歷每一個(gè)字符 msg_encode = msg.encode("utf-8")#對(duì)每一個(gè)字符編碼 temp_encode = "".join(temp_char).encode("utf-8")#累計(jì)編碼之后的字節(jié)數(shù) if len(temp_encode) + len(msg_encode) <= length:#如果小于約定的長(zhǎng)度,加添加入結(jié)果集 temp_char.append(msg) else:#如果已經(jīng)超過(guò)了約定的長(zhǎng)度,就添加入下一個(gè)結(jié)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(diào)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(wèn)題就已經(jīng)解決了,其實(shí)有了這個(gè)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?yàn)槭侵鹦屑咏饷?,一個(gè)300M的腳本文件,加密完成耗時(shí)40分鐘,這個(gè)實(shí)在是太難受了,所以調(diào)整了策略,先壓縮再加密,所以就涉及到二進(jìn)制文件的讀取與寫入,最后的實(shí)現(xiàn)代碼如下:
def rsa_encrypt_binfile(file_path,save_path,pub_key): ''' rsa 加密二進(jìn)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(zhǎng)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(jìn)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(shí)現(xiàn)RSA加解密文本文件的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于python rsa加解密的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
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