Python RSA加解密文本文件

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

1. 安装依赖，python版本3.7.4

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

2. 导入模块：

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

3. 生成公钥+私钥，注意这里我们生成的公钥长度是1024bit

#?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)‘‘‘

4. 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

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_rsa_encrypt:
????????????result.append(default_rsa_encrypt(
????????????????cipher,?message[offset:offset+default_rsa_encrypt]))
????????else:
????????????result.append(default_rsa_encrypt(cipher,?message[offset:]))
????????offset?+=?default_rsa_encrypt
????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

5. 解密

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

6. 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

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()

7. 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：

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：

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。

Python RSA加解密文本文件

原文：https://www.cnblogs.com/dwBurning/p/python_rsa.html