Python加密，RSA公共/私钥，大数字。

Question

我现在知道RSA公钥/私钥一次只能加密非常短的输入，但是有没有人能提供一种方法，只使用公钥/私钥加密任何类型的文件（.txt、.phf、.exe等）？我不想有额外的AES密钥。

这是我的代码，在用一对公钥和私钥进行加密和解密后，我无法将原始内容取回。我不关心我的加密或解密有多安全，我只希望简单的加密-解密可以处理任何可能需要的输入，不管它有多长或多大。

from Crypto.PublicKey import RSA
from Crypto import Random


random_generator = Random.new().read
key = RSA.generate(1024, random_generator)
public_key = key.publickey()

f = open('C:\Users\Administrator\Desktop\jack.txt','r').read()

print 'original content: '+ f

enc_data = public_key.encrypt(f, 32)
print 'encrypted data: '
print enc_data

dec_data = key.decrypt(enc_data)
print 'decrypted data: '+ dec_data

输出如下：

original content: Python Cryptography Toolkit

A collection of cryptographic modules implementing various algorithms and protocols.

Subpackages:

Crypto.Cipher
Secret-key (AES, DES, ARC4) and public-key encryption (RSA PKCS#1) algorithms
Crypto.Hash
Hashing algorithms (MD5, SHA, HMAC)
Crypto.Protocol
Cryptographic protocols (Chaffing, all-or-nothing transform, key derivation functions). This package does not contain any network protocols.
Crypto.PublicKey
Public-key encryption and signature algorithms (RSA, DSA)
Crypto.Signature
Public-key signature algorithms (RSA PKCS#1)
Crypto.Util
Various useful modules and functions (long-to-string conversion, random number generation, number theoretic functions)
encrypted data: 
('\x08\xe3\x9d\x03\x1e\xe9(\xe2\xc7\xc6e\x0b5\x02\xc0\xd8G\x1f\xf5\xb8\x9cMC\x93Z\x982\xa5\x97\xec\xab4\x18\xc2\xc8\xd9\xd3\x99aX\xd96b\x19\x96\xdc\x1d|F\xe0\xa9\xa9\xea\x03\x10>0g\x83\xdb\xeb\xdb\x13\x91\xc6\xd8\xf6\x95\xedE@A\x0bc\xae\xbe\xbe\xf0\xde\xcc\xcexk\x10\xb3\x86\xd3\xdd\xd0\xca@T2\x9a\x8a6ut\xb1\xaf\x07\x1f\xa2M\r\xf0D\xa2`h\xc3\x89\x18\x0e\xd4\xca\xee\xf5\xfc\x01\xed\x95}X\x1f\x13 1',)
decrypted data: ���J�rPX �����ju�a,�xm�'�]��ٟ�?y;�)��tĹ�,�D4^�ba�8����9q
+�i��l �q]Kd�Y���u��S�B���Ϲ�^�A3
.7��j��m�
�6�dl� qU

Answer 1

RSA只能对有限的输入进行加密。这在多大程度上取决于RSA的密钥大小（在您的情况下是1024位）和使用的填充。大于该值的所有内容（不使用填充时为128字节，使用填充时为较少），并且您无法再恢复它。

解决方案是使用混合加密。

1. 生成用作AES密钥的随机字节字符串16、24或32字节
2. 使用先前生成的密钥和AES加密实际数据
3. 用RSA加密AES密钥。

AES加密：

from Crypto.Cipher import AES
from Crypto import Random

aeskey = Random.new().read(32)
iv = Random.new().read(AES.block_size)
cipher = AES.new(aeskey, AES.MODE_CFB, iv)
msg = iv + cipher.encrypt(b'Attack at dawn')

RSA加密（使用适当的填充，如OAEP，因为RSA教科书已经严重损坏）：

from Crypto.Cipher import PKCS1_OAEP
from Crypto.PublicKey import RSA

message = aeskey
random_generator = Random.new().read
rsakey = RSA.generate(1024, random_generator)
cipher = PKCS1_OAEP.new(rsakey.publickey())
ciphertext = cipher.encrypt(message)

只发送msg和ciphertext。解密是类似的，但是是向后的，因为首先必须从RSA密文中恢复AES密钥。用AES解密时别忘了切掉IV。

Answer 2

RSA非常慢，所以它不适合加密/解密大数据块。它通常用于加密/解密更快的对称密码（如AES）的密钥。

乍一看，你的加密数据看起来有点小，与你的输入数据相对应，但我不太熟悉加密（我几天前才自己安装），所以我无法解释它对你的数据做了什么。

但这个密码对我有效：

#!/usr/bin/env python

from Crypto.PublicKey import RSA
from Crypto import Random

src_data = 'To be, or not to be - that is the question.'
print `src_data`

random_generator = Random.new().read
key = RSA.generate(1024, random_generator)
print 'Key generated'

pub_key = key.publickey()
print 'Public key', pub_key

enc_data = pub_key.encrypt(src_data, 32)[0]
print `enc_data`

dec_data = key.decrypt(enc_data)
print `dec_data`

典型输出

'To be, or not to be - that is the question.'
Key generated
Public key <_RSAobj @0xb7114dcc n(1024),e>
',\x17\xb1\x8a\x98\xb0-z\x8c\xb8r\x17\xa2\xfe[\x10I\x97\x93\x9d[\x93\x19&\\\x16V\xc2\xa3\x99\x80\xa5\x08\xafT\xb5iA|\x89\xeeJ\x90%\xceXv\x9f\x9f\xcb\\P"i\x00D\xd4\x16\xee\xa9\xe49\x18[\xa5\x0f\xd3\xfb\x91\xd5\x98\x1bP\xbf\xa4\xa5Dz\x8b7\x13\x9dqk+\xf7A\xd3\x12\x1c\x06\xcep\xf2\xba\xc6\xee\xf8\xa2\xb4\x04v\xfb\xb7>\xb3U\x17\xban\xf7\xc0oM+Tq\xce\xe3D\x83\xb9\xa4\x90\xe6c,\x18'
'To be, or not to be - that is the question.'

---

FWIW，这是上面的一个稍微修改的版本，它同时运行在Python 2和Python 3上，尽管这两个版本的输出会有微小的差异。

在Python 3中，我们不能将字符串传递给加密或解密函数，必须传递字节。另外，Python 3不支持backticks语法来获取Python 2中对象的repr。

这段代码调用string.encode()和bytes.decode()方法来执行转换。我们可以指定一个编码编解码器，例如

src_data.encode('utf-8')

但这不是必需的，因为UTF-8是默认的编解码器。

from __future__ import print_function

from Crypto.PublicKey import RSA
from Crypto import Random

src_data = 'To be, or not to be - that is the question.'
print(repr(src_data))

random_generator = Random.new().read
key = RSA.generate(1024, random_generator)
pub_key = key.publickey()
print('Key generated')

print(key.exportKey().decode())
print(pub_key.exportKey().decode())

enc_data = pub_key.encrypt(src_data.encode(), 32)[0]
print('Encoded\n', repr(enc_data))

dec_data = key.decrypt(enc_data).decode()
print('Decoded\n', repr(dec_data))    

典型的Python 3输出

'To be, or not to be - that is the question.'
Key generated
-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----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-----END RSA PRIVATE KEY-----
-----BEGIN PUBLIC KEY-----
MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQDL/TzI4yHmlcC8qP3xWNieujmX
R7CnEaZJrDH1Hyr/tGNa0aEEjDIz+RlMntBbhOuiQMkMtCSB5X28h7HetiD4XkWT
XmlIiKZQLZ074cO5mxF+HhF7WIG30VONpX+Q4t/beqtaqbzyeIWvDdcCjUwOSQLr
UKU5PX9LFzX+FnN1UwIDAQAB
-----END PUBLIC KEY-----
Encoded
 b'\x843\x9aJ\xe6\x91p\xd2\x9c\xd0r{37\xa2G\x13Q\xc7~\xbd5\xce\x9f\xd4\x16\xda\x11\x02.\xb7\xf1\xf3Q\x8c|\xb0R2B\x1b)e\xeaD\x8e\x11\x1b\xb0J:\xbal\xac\x86\xdcb}_\x16IX\xccd\x0c\xb5E?Im<\x04ORT\xc9\xc6K|;\xf3\xbcK\xfd\x89\x96ZF(\x0b\x82v\x19`\xc3\xa1N\x934*\x9c\xfcT\xf4i\x02g\x1fl\xec\xc1\x19z\x9f7\xa6}\xe2\xe3}\xaa|\x1e\x13z\xd9$\xea'
Decoded
 'To be, or not to be - that is the question.'

我们不需要在这里使用UTF-8编码。由于src_data是一个纯7位ASCII字符串，并且我们将其作为文本嵌入到脚本中，因此我们可以将其作为文本字节字符串提供：

src_data = b'To be, or not to be - that is the question.'