Python3非对称加密算法RSA实例详解

温以宁

发布时间：2026-10-13| 4人浏览过

原创

本文详细介绍Python3中非对称加密算法RSA的实现方法。通过Crypto和rsa两个主流库，演示如何生成公钥与私钥、进行数据加解密及签名验证。涵盖库的安装步骤、关键代码示例及运行结果，帮助开发者快速掌握RSA在Python中的实际应用。

本文通过具体实例，深入解析Python3环境下的非对称加密算法RSA。内容旨在为读者提供清晰的参考与指导，帮助理解相关技术细节。

在Python3环境中，开发者可以利用 Crypto.PublicKey.RSA 模块配合 rsa 库来生成所需的公钥和私钥对。

关于 Python3.6 版本中 Crypto 库的具体安装流程，可参考前文《Python3对称加密算法AES、DES3》中的详细说明。

对于 rsa 加解密库的使用，只需执行 pip3 install rsa 命令即可完成安装。

C:\WINDOWS\system32>pip3 install rsa Collecting rsa Downloading https://files.pythonhosted.org/packages/e1/ae/baedc9cb175552e95f3395c43055a6a5e125ae4d48a1d7a924baca83e92e/rsa-3.4.2-py2.py3-none-any.whl (46kB) 100% |████████████████████████████████| 51kB 99kB/s Collecting pyasn1>=0.1.3 (from rsa) Downloading https://files.pythonhosted.org/packages/a0/70/2c27740f08e477499ce19eefe05dbcae6f19fdc49e9e82ce4768be0643b9/pyasn1-0.4.3-py2.py3-none-any.whl (72kB) 100% |████████████████████████████████| 81kB 289kB/s Installing collected packages: pyasn1, rsa Successfully installed pyasn1-0.4.3 rsa-3.4.2

接下来演示如何使用 Crypto.PublicKey.RSA 模块来生成公钥和私钥。

import Crypto.PublicKey.RSA
import Crypto.Random
x = Crypto.PublicKey.RSA.generate(2048)
a = x.exportKey("PEM") # 生成私钥
b = x.publickey().exportKey()  # 生成公钥
with open("a.pem", "wb") as x:
  x.write(a)
with open("b.pem", "wb") as x:
  x.write(b)
y = Crypto.PublicKey.RSA.generate(2048, Crypto.Random.new().read)  # 使用 Crypto.Random.new().read 伪随机数生成器
c = y.exportKey()  # 生成私钥
d = y.publickey().exportKey()  #生成公钥
with open("c.pem", "wb") as x:
  x.write(c)
with open("d.pem", "wb") as x:
  x.write(d)

具体而言，可以通过 Crypto.PublicKey.RSA.importKey(private_key) 方法从已有的私钥数据中生成对应的公钥及证书信息。

import Crypto.PublicKey.RSA
with open("a.pem", "rb") as x:
  xx = Crypto.PublicKey.RSA.importKey(x.read())
b = xx.publickey().exportKey()  # 生成公钥
with open("b.pem", "wb") as x:
  x.write(b)
a = xx.exportKey("DER")  # 生成 DER 格式的证书
with open("a.der", "wb") as x:
  x.write(a)

此外，还可以利用 rsa 库直接生成公钥和私钥对。

import rsa
f, e = rsa.newkeys(2048)  # 生成公钥、私钥
e = e.save_pkcs1() # 保存为 .pem 格式
with open("e.pem", "wb") as x: # 保存私钥
  x.write(e)
f = f.save_pkcs1() # 保存为 .pem 格式
with open("f.pem", "wb") as x: # 保存公钥
  x.write(f)

以下是RSA非对称加密算法的具体实现代码示例。

首先展示基于Crypto模块的实现方式。

import Crypto.PublicKey.RSA
import Crypto.Cipher.PKCS1_v1_5
import Crypto.Random
import Crypto.Signature.PKCS1_v1_5
import Crypto.Hash
y = b"abcdefg1234567"
with open("b.pem", "rb") as x:
  b = x.read()
  cipher_public = Crypto.Cipher.PKCS1_v1_5.new(Crypto.PublicKey.RSA.importKey(b))
  cipher_text = cipher_public.encrypt(y) # 使用公钥进行加密
with open("a.pem", "rb") as x:
  a = x.read()
  cipher_private = Crypto.Cipher.PKCS1_v1_5.new(Crypto.PublicKey.RSA.importKey(a))
  text = cipher_private.decrypt(cipher_text, Crypto.Random.new().read)  # 使用私钥进行解密
assert text == y  # 断言验证
with open("c.pem", "rb") as x:
  c = x.read()
  c_rsa = Crypto.PublicKey.RSA.importKey(c)
  signer = Crypto.Signature.PKCS1_v1_5.new(c_rsa)
  msg_hash = Crypto.Hash.SHA256.new()
  msg_hash.update(y)
  sign = signer.sign(msg_hash)  # 使用私钥进行'sha256'签名
with open("d.pem", "rb") as x:
  d = x.read()
  d_rsa = Crypto.PublicKey.RSA.importKey(d)
  verifer = Crypto.Signature.PKCS1_v1_5.new(d_rsa)
  msg_hash = Crypto.Hash.SHA256.new()
  msg_hash.update(y)
  verify = verifer.verify(msg_hash, sign) # 使用公钥验证签名
  print(verify)

执行上述代码后的运行结果如下。

True

接着展示基于 rsa 模块的实现方式。

import rsa
y = b"abcdefg1234567"
with open("e.pem", "rb") as x:
  e = x.read()
  e = rsa.PrivateKey.load_pkcs1(e)  # load 私钥
with open("f.pem", "rb") as x:
  f = x.read()
  f = rsa.PublicKey.load_pkcs1(f) # load 公钥，由于之前生成的私钥缺少'RSA'字段，故无法 load
cipher_text = rsa.encrypt(y, f) # 使用公钥加密
text = rsa.decrypt(cipher_text, e)  # 使用私钥解密
assert text == y  # 断言验证
sign = rsa.sign(y, e, "SHA-256") # 使用私钥进行'sha256'签名
verify = rsa.verify(y, sign, f) # 使用公钥验证签名
print(verify)

该部分代码的运行结果如下。