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本文会详细介绍该校园墙的加密方式,以及实现方式以及实现细节
由于考虑到人数,这里使用RSA加密,并且是4096的RSA加密,可以极大提高用户数据安全性,以下是实现RSA4096的具体方式
首先,需要获取私钥与密钥,这里使用一个生成器,借用python中cryptography库来进行所有有关RSA加解密的操作,以下是生成4096位私钥和公钥的源代码
cryptography
from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import rsa from cryptography.hazmat.primitives import serialization from cryptography.hazmat.backends import default_backend def generate_rsa_key_pair(key_size=4096): private_key = rsa.generate_private_key( public_exponent=65537, key_size=key_size, backend=default_backend() ) public_key = private_key.public_key() return private_key, public_key def save_key(key, filename): with open(filename, 'wb') as f: f.write(key.private_bytes( encoding=serialization.Encoding.PEM, format=serialization.PrivateFormat.PKCS8, encryption_algorithm=serialization.NoEncryption() )) def save_public_key(key, filename): with open(filename, 'wb') as f: f.write(key.public_bytes( encoding=serialization.Encoding.PEM, format=serialization.PublicFormat.SubjectPublicKeyInfo )) # 生成RSA密钥对 private_key, public_key = generate_rsa_key_pair() # 保存私钥和公钥到文件 save_key(private_key, 'private_key.pem') save_public_key(public_key, 'public_key.pem') print("RSA key pair generated and saved.")
上述代码均添加了注释,简单易懂,因为是使用系统随机数生成的密钥对,就算是按照这份程序重新生成,也无法得到一样的密钥
在RSA中,公钥用于加密,私钥用于解密,所以,加密时使用公钥,解密时使用私钥,以下是加密代码
from cryptography.hazmat.primitives import serialization, hashes from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import padding, rsa from cryptography.hazmat.backends import default_backend import os def load_public_key(key_path: str): with open(key_path, 'rb') as key_file: public_key = serialization.load_pem_public_key( key_file.read(), backend=default_backend() ) return public_key def encrypt_file_rsa(public_key: rsa.RSAPublicKey, input_file_path: str, output_file_path: str): with open(input_file_path, 'rb') as f: data = f.read() # 由于RSA加密的局限性,这里假设文件内容不会超过公钥的最大加密尺寸 # 对于大文件,您应该使用对称加密来加密文件内容,然后只使用RSA加密对称密钥 encrypted_data = public_key.encrypt( data, padding.OAEP( mgf=padding.MGF1(algorithm=hashes.SHA256()), algorithm=hashes.SHA256(), label=None ) ) with open(output_file_path, 'wb') as f: f.write(encrypted_data) def main(): # 加载公钥 public_key_path = 'public_key.pem' public_key = load_public_key(public_key_path) # 加密文件 格式可以是任意格式,并不局限于这两种格式 input_file_path = '加密前文件.txt' output_file_path = '加密后文件.bin' encrypt_file_rsa(public_key, input_file_path, output_file_path) print(f'File "{input_file_path}" has been encrypted to "{output_file_path}"') if __name__ == '__main__': main()
这一切看上去真的是十分的美妙且优雅,没话说,一切加密的运作及其合理,使用公钥进行文件加密,并且加密后直接删除源文件,密钥丢了就彻底寄了,所以不要考虑信息或文件泄露,你们的信息安全是我唯一保证的目标
你上次不是说要用PGP吗?为什么不用了?
针对这个问题,相信会写代码的都会选择较为轻松且加密效果好的加密算法,像RSA这种非对称加密算法,就十分符合我们的需求,并且对于单一文件并不需要消耗过多的资源
好的,说完了加密,我们要来说说解密,以下是使用RSA私钥进行解密的代码
from cryptography.hazmat.primitives import serialization, hashes from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import padding, rsa from cryptography.hazmat.backends import default_backend import os def load_private_key(key_path: str): with open(key_path, 'rb') as key_file: private_key = serialization.load_pem_private_key( key_file.read(), password=None, # 如果私钥有密码,请在此处提供 backend=default_backend() ) return private_key def decrypt_file_rsa(private_key: rsa.RSAPrivateKey, input_file_path: str, output_file_path: str): with open(input_file_path, 'rb') as f: encrypted_data = f.read() # 使用RSA私钥解密数据 decrypted_data = private_key.decrypt( encrypted_data, padding.OAEP( mgf=padding.MGF1(algorithm=hashes.SHA256()), algorithm=hashes.SHA256(), label=None ) ) with open(output_file_path, 'wb') as f: f.write(decrypted_data) def main(): # 加载私钥 private_key_path = 'private_key.pem' private_key = load_private_key(private_key_path) # 解密文件 input_file_path = '加密后文件.bin' output_file_path = '解密后文件.txt' decrypt_file_rsa(private_key, input_file_path, output_file_path) print(f'File "{input_file_path}" has been decrypted to "{output_file_path}"') if __name__ == '__main__': main()
这里也可以看到,RSA解密也是非常的好写且通俗易懂,这三个模块已经融合在了校园墙机器人中,并且会在内部进行互相调用,我是啥也不知道,所以请对你们的个人隐私放100个心
下面将为各位彻底解释清楚什么是RSA加密,以及RSA加密的原理
RSA的加密过程可以使用一个通式来表达
密文=明文EmodN密文=明文EmodN
也就是说RSA加密是对明文的E次方后除以N后求余数的过程。就这么简单?对,就是这么简单。 从通式可知,只要知道E和N任何人都可以进行RSA加密了,所以说E、N是RSA加密的密钥,也就是说E和N的组合就是公钥,我们用(E,N)来表示公钥
公钥=(E,N)公钥=(E,N)
不过E和N不并不是随便什么数都可以的,它们都是经过严格的数学计算得出的,关于E和N拥有什么样的要求及其特性后面会讲到。顺便啰嗦一句E是加密(Encryption)的首字母,N是数字(Number)的首字母
RSA的解密同样可以使用一个通式来表达
明文=密文DmodN明文=密文DmodN
也就是说对密文进行D次方后除以N的余数就是明文,这就是RSA解密过程。知道D和N就能进行解密密文了,所以D和N的组合就是私钥
私钥=(D,N)私钥=(D,N)
从上述可以看出RSA的加密方式和解密方式是相同的,加密是求“E次方的mod N”;解密是求“D次方的mod N” 此处D是解密(Decryption)的首字母;N是数字(Number)的首字母。
既然公钥是(E,N),私钥是(D,N)所以密钥对即为(E,D,N)但密钥对是怎样生成的?步骤如下:
准备两个质数p,q。这两个数不能太小,太小则会容易破解,将p乘以q就是N
N=p∗qN=p∗q 求L L 是 p-1 和 q-1的最小公倍数,可用如下表达式表示 L=lcm(p-1,q-1)L=lcm(p-1,q-1) 求E E必须满足两个条件:E是一个比1大比L小的数,E和L的最大公约数为1 用gcd(X,Y)来表示X,Y的最大公约数则E条件如下: 1 < E < L
N=p∗qN=p∗q
L 是 p-1 和 q-1的最小公倍数,可用如下表达式表示 L=lcm(p-1,q-1)L=lcm(p-1,q-1)
E必须满足两个条件:E是一个比1大比L小的数,E和L的最大公约数为1 用gcd(X,Y)来表示X,Y的最大公约数则E条件如下: 1 < E < L
gcd(E,L)=1
之所以需要E和L的最大公约数为1是为了保证一定存在解密时需要使用的数D。现在我们已经求出了E和N也就是说我们已经生成了密钥对中的公钥了
数D是由数E计算出来的。D、E和L之间必须满足以下关系:
1 < D < L E*D mod L = 1
只要D满足上述2个条件,则通过E和N进行加密的密文就可以用D和N进行解密。 简单地说条件2是为了保证密文解密后的数据就是明文。 现在私钥自然也已经生成了,密钥对也就自然生成了
我们用具体的数字来实践下RSA的密钥对对生成,及其加解密对全过程。为方便我们使用较小数字来模拟
我们准备两个很小对质数, p = 17 q = 19 N = p * q = 323
L = lcm(p-1, q-1)= lcm(16,18) = 144 144为16和18对最小公倍数
求E必须要满足2个条件:1 < E < L ,gcd(E,L)=1 即1 < E < 144,gcd(E,144) = 1 E和144互为质数,5显然满足上述2个条件 故E = 5
此时公钥=(E,N)= (5,323)
求D也必须满足2个条件:1 < D < L,E*D mod L = 1 即1 < D < 144,5 * D mod 144 = 1 显然当D= 29 时满足上述两个条件 1 < 29 < 144 5*29 mod 144 = 145 mod 144 = 1 此时私钥=(D,N)=(29,323)
准备的明文必须时小于N的数,因为加密或者解密都要mod N其结果必须小于N 假设明文 = 123 则 密文=明文EmodN=1235mod323=225密文=明文EmodN=1235mod323=225
明文=密文DmodN=22529mod323=123明文=密文DmodN=22529mod323=123 解密后的明文为123
说了这么多,只是希望各位同学可以提高网络安全意识,并且做到洁身自好
校园墙加密方式
本文会详细介绍该校园墙的加密方式,以及实现方式以及实现细节
技术细节
由于考虑到人数,这里使用RSA加密,并且是4096的RSA加密,可以极大提高用户数据安全性,以下是实现RSA4096的具体方式
首先,需要获取私钥与密钥,这里使用一个生成器,借用python中
cryptography
库来进行所有有关RSA加解密的操作,以下是生成4096位私钥和公钥的源代码上述代码均添加了注释,简单易懂,因为是使用系统随机数生成的密钥对,就算是按照这份程序重新生成,也无法得到一样的密钥
在RSA中,公钥用于加密,私钥用于解密,所以,加密时使用公钥,解密时使用私钥,以下是加密代码
这一切看上去真的是十分的美妙且优雅,没话说,一切加密的运作及其合理,使用公钥进行文件加密,并且加密后直接删除源文件,密钥丢了就彻底寄了,所以不要考虑信息或文件泄露,你们的信息安全是我唯一保证的目标
针对这个问题,相信会写代码的都会选择较为轻松且加密效果好的加密算法,像RSA这种非对称加密算法,就十分符合我们的需求,并且对于单一文件并不需要消耗过多的资源
好的,说完了加密,我们要来说说解密,以下是使用RSA私钥进行解密的代码
这里也可以看到,RSA解密也是非常的好写且通俗易懂,这三个模块已经融合在了校园墙机器人中,并且会在内部进行互相调用,我是啥也不知道,所以请对你们的个人隐私放100个心
RSA技术原理
下面将为各位彻底解释清楚什么是RSA加密,以及RSA加密的原理
加密
RSA的加密过程可以使用一个通式来表达
也就是说RSA加密是对明文的E次方后除以N后求余数的过程。就这么简单?对,就是这么简单。 从通式可知,只要知道E和N任何人都可以进行RSA加密了,所以说E、N是RSA加密的密钥,也就是说E和N的组合就是公钥,我们用(E,N)来表示公钥
不过E和N不并不是随便什么数都可以的,它们都是经过严格的数学计算得出的,关于E和N拥有什么样的要求及其特性后面会讲到。顺便啰嗦一句E是加密(Encryption)的首字母,N是数字(Number)的首字母
解密
RSA的解密同样可以使用一个通式来表达
也就是说对密文进行D次方后除以N的余数就是明文,这就是RSA解密过程。知道D和N就能进行解密密文了,所以D和N的组合就是私钥
从上述可以看出RSA的加密方式和解密方式是相同的,加密是求“E次方的mod N”;解密是求“D次方的mod N” 此处D是解密(Decryption)的首字母;N是数字(Number)的首字母。
密钥对的生成
既然公钥是(E,N),私钥是(D,N)所以密钥对即为(E,D,N)但密钥对是怎样生成的?步骤如下:
求N
准备两个质数p,q。这两个数不能太小,太小则会容易破解,将p乘以q就是N
之所以需要E和L的最大公约数为1是为了保证一定存在解密时需要使用的数D。现在我们已经求出了E和N也就是说我们已经生成了密钥对中的公钥了
求D
数D是由数E计算出来的。D、E和L之间必须满足以下关系:
只要D满足上述2个条件,则通过E和N进行加密的密文就可以用D和N进行解密。 简单地说条件2是为了保证密文解密后的数据就是明文。 现在私钥自然也已经生成了,密钥对也就自然生成了
简单的实践一下
我们用具体的数字来实践下RSA的密钥对对生成,及其加解密对全过程。为方便我们使用较小数字来模拟
求N
我们准备两个很小对质数, p = 17 q = 19 N = p * q = 323
求L
L = lcm(p-1, q-1)= lcm(16,18) = 144 144为16和18对最小公倍数
求E
求E必须要满足2个条件:1 < E < L ,gcd(E,L)=1 即1 < E < 144,gcd(E,144) = 1 E和144互为质数,5显然满足上述2个条件 故E = 5
此时公钥=(E,N)= (5,323)
求D
求D也必须满足2个条件:1 < D < L,E*D mod L = 1 即1 < D < 144,5 * D mod 144 = 1 显然当D= 29 时满足上述两个条件 1 < 29 < 144 5*29 mod 144 = 145 mod 144 = 1 此时私钥=(D,N)=(29,323)
加密
准备的明文必须时小于N的数,因为加密或者解密都要mod N其结果必须小于N 假设明文 = 123 则 密文=明文EmodN=1235mod323=225密文=明文EmodN=1235mod323=225
解密
明文=密文DmodN=22529mod323=123明文=密文DmodN=22529mod323=123 解密后的明文为123
结尾
说了这么多,只是希望各位同学可以提高网络安全意识,并且做到洁身自好
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