近来在使用python写项目，特此记录一下项目中遇到的文件加解密问题。
关于python版本的加密算法，随便搜一搜还是可以检索出来很多的，不过大都是同一篇文章在不同的平台来回发布，或者就是转载，而且例举的都是最简单的情况，那么，实际项目中使用的话，肯定会比这个要稍微复杂一些，比如我的需求就是要加密一个使用mysqldump出来的数据库脚本文件，直接拿网上的例子过来调用肯定是不行的，所以不得不自己研究了一番，特此记录。
RSA算法
什么是RSA算法？
项目选型的算法是RSA非对称加密算法，关于这个算法不做过多的解释，咱们划重点：
- 公钥用于加密
- 私钥用于解密
- len_in_byte(raw_data) = len_in_bit(key)/8 -11，如 1024bit 的密钥，一次能加密的内容长度为 1024/8 -11 = 117 byte
为何要减去11个byte?
因为我们使用的是PKCS1Padding占用了11个byte，那么它能加密的明文长度就必须减去这11个byte
可能会遇到什么问题？
基于以上三点，我们大概可以知道要完成文件加解密，我们可能会遇到什么问题？
一次性加密明文的长度是和密钥长度有关系的，那么我们要加密一个文件，不能一次性将文本内容读取出来，然后加密
如果文件很大，我们也不可能将文件内容一次性读取到内存当中，可能会直接导致服务器无法响应其他请求，这肯定是不合理的
文本被加密之后，回头解密，如果读取的长度有差异势必导致解密失败，那么这个数据库备份文件就废了，这个就比较危险了
Do It
安装依赖，python版本3.7.4
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pip install pycryptodomex -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple/ |
导入模块：
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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 |
生成公钥+私钥，注意这里我们生成的公钥长度是1024bit
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# 伪随机数生成器random_generator = Random.new().read# rsa算法生成实例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，这里对传入的明文长度做了切分，因为我们生成的密钥长度为1024bit，所以我们一次加密的明文长度不能超过117个byte
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def rsa_encrypt(plaintext, pub_key): ''' rsa 加密 :param plaintext: 明文 :param pub_key:公钥 ''' message = plaintext.encode("utf-8") length = len(message) default_length = 117 # 1024/8 - 11 1024为密钥长度 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
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def rsa_decrypt(ciphertext, priv_key): ''' rsa 解密 :param ciphertext:密文 :param priv_key:私钥 ''' 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，考虑开头我们提出的问题，采用了逐行读取，逐行加密，加密后密文也逐行写入
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def rsa_encrypt_file(file_path, save_path, pub_key): ''' rsa 加密文件 :param file_path:需要加密文件路径 :param save_path:加密之后存放的文件路径 :param pub_key:公钥 ''' with open(file_path, "r", encoding="utf-8") as f: line = f.readline() # 读取一行 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:需要解密的文件路径 :save_path:解密之后存放的文件路径 :priv_key:私钥 ''' 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() |
测试，一开始我使用的是自己随便输入的一行很长的数字文本，亲测没有问题，但是当我直接使用我的数据库脚本文件的时候，加密可以成功，但是会遇到解密后解码失败的情况，当时百思不得其解，我以为是字符集的问题，于是我将utf-8，换成了gb2312，加解密成功了，当时心花怒放，直到我重新加解密了另一个备份文件，又遇到解码失败，当时就睡不着觉了~
直到我看到了这句话不完整的多字节序列（incomplete multibyte sequence）我瞬间明白了，因为我的脚本文件中含有中文，utf8 编码一个汉字是3个byte，gb2312编码一个汉字是2个byte，只要是多字节，那么做切割的时候，就有可能一个汉字被切割成了两部分，那么自然会导致无法解码成正确的汉字了，问题已经明了，就看怎么解决了。
因为是脚本文件，处理不好就有可能导致脚本执行失败，最终导致数据库还原失败，这就违背项目初衷了~
所以我想了一个办法，先对每一行文本做字符编码判断，超过了117，最后一个字符就不累计上去，代码如下：
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def cut_string(message,length = 117): result = [] temp_char = [] for msg in message:#遍历每一个字符 msg_encode = msg.encode("utf-8")#对每一个字符编码 temp_encode = "".join(temp_char).encode("utf-8")#累计编码之后的字节数 if len(temp_encode) + len(msg_encode) <= length:#如果小于约定的长度，加添加入结果集 temp_char.append(msg) else:#如果已经超过了约定的长度，就添加入下一个结果集 result.append("".join(temp_char)) temp_char.clear() temp_char.append(msg) result.append("".join(temp_char)) return result |
加密方法需要重新调整一下：
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def rsa_encrypt_file(file_path,save_path,pub_key): ''' rsa 加密文件 :param file_path:需要加密文件路径 :param save_path:加密之后存放的文件路径 :param pub_key:公钥 ''' with open(file_path,"r",encoding="utf-8") as f: line = f.readline() #读取一行 while line: cut_lines = cut_string(line) # 切割字符 保证汉字不被切割 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() |
到此问题就已经解决了，其实有了这个cut_string方法之后，之前写的加解密方法中不需要再做切分，但是代码保留。
上面的方法，加解密的效率非常的低，因为是逐行加解密，一个300M的脚本文件，加密完成耗时40分钟，这个实在是太难受了，所以调整了策略，先压缩再加密，所以就涉及到二进制文件的读取与写入，最后的实现代码如下：
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def rsa_encrypt_binfile(file_path,save_path,pub_key): ''' rsa 加密二进制文件 :param file_path:需要加密文件路径 :param save_path:加密之后存放的文件路径 :param pub_key:公钥 ''' with open(file_path, 'rb') as f: message = f.read() length = len(message) default_length = 117 # 1024/8 - 11 1024为密钥长度 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) |
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def rsa_decrypt_binfile(file_path,save_path,priv_key): ''' rsa 解密二进制文件 :file_path:需要解密的文件路径 :save_path:解密之后存放的文件路径 :priv_key:私钥 ''' 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: #追加写入 w.write(plaintext) line = f.readline() |
以上就是Python 实现RSA加解密文本文件的详细内容，更多关于python rsa加解密的资料请关注服务器之家其它相关文章！
原文链接：https://www.cnblogs.com/dwBurning/p/python_rsa.html
