Python 使用pycrypto（RSA）签名和验证数据

我正试图熟悉pycrypto模块，但由于缺乏清晰的文档，所以很难做到这一点

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首先，我想了解签名和验证数据。有人能举个例子说明这是怎么写的吗？

这是

确保您使用的是

pycryptome

，而不是

pycrypto

（未维护！）

pycryptodome可以与

pip安装pycryptodome一起安装

import Crypto.Hash.MD5 as MD5
import Crypto.PublicKey.RSA as RSA
import Crypto.PublicKey.DSA as DSA
import Crypto.PublicKey.ElGamal as ElGamal
import Crypto.Util.number as CUN
import os

plaintext = 'The rain in Spain falls mainly on the Plain'

# Here is a hash of the message
hash = MD5.new(plaintext).digest()
print(repr(hash))
# '\xb1./J\xa883\x974\xa4\xac\x1e\x1b!\xc8\x11'

for alg in (RSA, DSA, ElGamal):
    # Generates a fresh public/private key pair
    key = alg.generate(384, os.urandom)

    if alg == DSA:
        K = CUN.getRandomNumber(128, os.urandom)
    elif alg == ElGamal:
        K = CUN.getPrime(128, os.urandom)
        while CUN.GCD(K, key.p - 1) != 1:
            print('K not relatively prime with {n}'.format(n=key.p - 1))
            K = CUN.getPrime(128, os.urandom)
        # print('GCD({K},{n})=1'.format(K=K,n=key.p-1))
    else:
        K = ''

    # You sign the hash
    signature = key.sign(hash, K)
    print(len(signature), alg.__name__)
    # (1, 'Crypto.PublicKey.RSA')
    # (2, 'Crypto.PublicKey.DSA')
    # (2, 'Crypto.PublicKey.ElGamal')

    # You share pubkey with Friend
    pubkey = key.publickey()

    # You send message (plaintext) and signature to Friend.
    # Friend knows how to compute hash.
    # Friend verifies the message came from you this way:
    assert pubkey.verify(hash, signature)

    # A different hash should not pass the test.
    assert not pubkey.verify(hash[:-1], signature)

根据以下文件：


您不应在实际代码中使用PyCrypto中的Crypto.PublicKey.RSA.sign函数：

注意：此函数执行简单的原始RSA解密（教科书）。在实际应用程序中，始终需要使用适当的加密填充，并且不应使用此方法直接对数据签名。否则可能会导致安全漏洞。建议改用模块Crypto.Signature.PKCS1\u PSS或Crypto.Signature.PKCS1\u v1\u 5

我最终使用了实现PKCS1_v1_5的。这个问题相当直截了当。其他。
以下是我创建的用于执行所有必要RSA功能（加密、解密、签名、验证签名和生成新密钥）的

rsa.py

from Crypto.PublicKey import RSA
from Crypto.Cipher import PKCS1_OAEP
from Crypto.Signature import PKCS1_v1_5
from Crypto.Hash import SHA512, SHA384, SHA256, SHA, MD5
from Crypto import Random
from base64 import b64encode, b64decode

hash = "SHA-256"

def newkeys(keysize):
    random_generator = Random.new().read
    key = RSA.generate(keysize, random_generator)
    private, public = key, key.publickey()
    return public, private

def importKey(externKey):
    return RSA.importKey(externKey)

def getpublickey(priv_key):
    return priv_key.publickey()

def encrypt(message, pub_key):
    #RSA encryption protocol according to PKCS#1 OAEP
    cipher = PKCS1_OAEP.new(pub_key)
    return cipher.encrypt(message)

def decrypt(ciphertext, priv_key):
    #RSA encryption protocol according to PKCS#1 OAEP
    cipher = PKCS1_OAEP.new(priv_key)
    return cipher.decrypt(ciphertext)

def sign(message, priv_key, hashAlg="SHA-256"):
    global hash
    hash = hashAlg
    signer = PKCS1_v1_5.new(priv_key)
    if (hash == "SHA-512"):
        digest = SHA512.new()
    elif (hash == "SHA-384"):
        digest = SHA384.new()
    elif (hash == "SHA-256"):
        digest = SHA256.new()
    elif (hash == "SHA-1"):
        digest = SHA.new()
    else:
        digest = MD5.new()
    digest.update(message)
    return signer.sign(digest)

def verify(message, signature, pub_key):
    signer = PKCS1_v1_5.new(pub_key)
    if (hash == "SHA-512"):
        digest = SHA512.new()
    elif (hash == "SHA-384"):
        digest = SHA384.new()
    elif (hash == "SHA-256"):
        digest = SHA256.new()
    elif (hash == "SHA-1"):
        digest = SHA.new()
    else:
        digest = MD5.new()
    digest.update(message)
    return signer.verify(digest, signature)

示例用法

import rsa
from base64 import b64encode, b64decode

msg1 = "Hello Tony, I am Jarvis!"
msg2 = "Hello Toni, I am Jarvis!"
keysize = 2048
(public, private) = rsa.newkeys(keysize)
encrypted = b64encode(rsa.encrypt(msg1, public))
decrypted = rsa.decrypt(b64decode(encrypted), private)
signature = b64encode(rsa.sign(msg1, private, "SHA-512"))
verify = rsa.verify(msg1, b64decode(signature), public)

print(private.exportKey('PEM'))
print(public.exportKey('PEM'))
print("Encrypted: " + encrypted)
print("Decrypted: '%s'" % decrypted)
print("Signature: " + signature)
print("Verify: %s" % verify)
rsa.verify(msg2, b64decode(signature), public)

@Noah McIllraith：对于RSA，不使用第二个参数
K
。对于ElGamal和DSA，需要提供长字符串或随机数据
K
。详细信息可以在题为“ElGamal和DSA算法”的章节中找到。@Noah McIlraith：对于签名的便携式存储，我认为纯文本字符串是最简单的。您可以使用
json.dumps（signature）
将其保存为json字符串，然后使用
json.loads
将其加载回（作为元组）。签名元组是否包含多个项？@Noah McIlraith：对于RSA，签名元组的长度为1，而对于DSA和ElGamal，签名元组的长度为2。我编辑了我的答案，以展示如何使用DSA和ElGamal。投票被否决，因为帮助（请参见RSA密钥类型的
help（key.sign）
说明）“注意：此函数执行简单的RSA解密（教科书）。在实际应用中，您始终需要使用正确的加密填充，并且不应使用此方法直接对数据进行签名。否则可能会导致安全漏洞。建议改用模块
Crypto.Signature.PKCS1_PSS
或
Crypto.Signature.PKCS1_v1_5
。”使用加密技术很难做到正确，违背图书馆的建议似乎真的是个坏主意……我觉得这让人困惑。rsa.encrypt的签名是
（message，pub_key）
，但是示例用法中的调用是
rsa.encrypt（msg1，private）
，这使得它看起来想要公钥，但实际上得到了私钥。另外，rsa.newkeys（）返回两个值，其中一个是从另一个值派生的（特别是，
（x，x.public_key（））
），这似乎与
（public，private）
的“纯英语”解释有很大不同，感谢您指出示例用法中的错误（现已更新）。要进行加密，您需要调用
rsa.encrypt（msg1，public）
。对于RSA，加密和验证需要公钥，解密和签名需要私钥。此外，您还可以从
私钥
获取
公钥
，但不可能从另一种方式获取。警告不要使用
pycrypto
！自2013年以来，至少有两个严重漏洞至今仍未解决。使用
pycryptodome
或替代！