Szyfrowanie prywatne/publiczne w Pythonie z biblioteką standardową

Question

Czy istnieje moduł, którego moje wyszukiwanie nie było w stanie wykryć, które pozwoliłyby na pisanie kodu takiego jak poniżej? Przyczyna, dla której chcemy napisać taki kod, jest nieistotna. Wszystko, co chcę, to kod, który ma prosty interfejs API do generowania publicznych i prywatnych kluczy bajtowych oraz do łatwego kodowania i dekodowania danych za pomocą tych kluczy.

import module, os 

method, bits, data = 'RSA', 1024, os.urandom(1024) 
public, private = module.generate_keys(method, bits) 

assert isinstance(public, bytes) and isinstance(private, bytes) 
assert module.decode(module.encode(data, private), public) == data 
assert module.decode(module.encode(data, public), private) == data 

Większość tego, co wydaje się być dostępne, wymaga pobrania pakietu i działa tylko w języku Python 2.x. Często spotyka się także biblioteki współpracujące z plikami PEM lub innymi typami certyfikatów. Chciałbym uniknąć konieczności radzenia sobie z takimi plikami, aby generować klucze publiczne i prywatne w locie i szybko pracować z danymi w pamięci.

Answer 1

Szyfrowanie klucza publicznego nie znajduje się w standardowej bibliotece. Istnieje kilka bibliotek osobę trzecią na PyPi dla niej chociaż:

• PyCrypto
• RSA Python

Jeśli jesteś zainteresowany w matematyce za nim, Python ułatwia eksperymentowanie:

code = pow(msg, 65537, 5551201688147)    # encode using a public key 
plaintext = pow(code, 109182490673, 5551201688147) # decode using a private key 

Generowanie klucza jest nieco bardziej zaangażowane. Oto uproszczony przykład, jak wykonać generowanie klucza w pamięci, wykorzystując jako źródło entropii. Kod działa zarówno pod Py2.6 i Py3.x:

import random 

def gen_prime(N=10**8, bases=range(2,20000)): 
    # XXX replace with a more sophisticated algorithm 
    p = 1 
    while any(pow(base, p-1, p) != 1 for base in bases): 
     p = random.SystemRandom().randrange(N) 
    return p 

def multinv(modulus, value): 
    '''Multiplicative inverse in a given modulus 

     >>> multinv(191, 138) 
     18 
     >>> 18 * 138 % 191 
     1 

    ''' 
    # http://en.wikipedia.org/wiki/Extended_Euclidean_algorithm 
    x, lastx = 0, 1 
    a, b = modulus, value 
    while b: 
     a, q, b = b, a // b, a % b 
     x, lastx = lastx - q * x, x 
    result = (1 - lastx * modulus) // value 
    return result + modulus if result < 0 else result 

def keygen(N): 
    '''Generate public and private keys from primes up to N. 

     >>> pubkey, privkey = keygen(2**64) 
     >>> msg = 123456789
     >>> coded = pow(msg, 65537, pubkey) 
     >>> plain = pow(coded, privkey, pubkey) 
     >>> assert msg == plain 

    ''' 
    # http://en.wikipedia.org/wiki/RSA 
    prime1 = gen_prime(N) 
    prime2 = gen_prime(N) 
    totient = (prime1 - 1) * (prime2 - 1) 
    return prime1 * prime2, multinv(totient, 65537) 

Answer 2

PyCrypto prace nad Pythonie 3 poczynając od 2.4.1.

Answer 3

Oto kolejny przykład

import random 


# RSA Algorithm 



ops = raw_input('Would you like a list of prime numbers to choose from (y/n)? ') 
op = ops.upper() 

if op == 'Y': 
    print """\n 2  3  5  7  11  13  17  19  23  29 
31  37  41  43  47  53  59  61  67  71 
73  79  83  89  97 101 103 107 109 113 
127 131 137 139 149 151 157 163 167 173 
179 181 191 193 197 199 211 223 227 229 
233 239 241 251 257 263 269 271 277 281 
283 293 307 311 313 317 331 337 347 349 
353 359 367 373 379 383 389 397 401 409 
419 421 431 433 439 443 449 457 461 463 
467 479 487 491 499 503 509 521 523 541 
547 557 563 569 571 577 587 593 599 \n""" 
    rsa() 
else: 
    print "\n" 
    rsa() 

def rsa(): 
    # Choose two prime numbers p and q 
    p = raw_input('Choose a p: ') 
    p = int(p) 

while isPrime(p) == False: 
    print "Please ensure p is prime" 
    p = raw_input('Choose a p: ') 
    p = int(p) 

q = raw_input('Choose a q: ') 
q = int(q) 

while isPrime(q) == False or p==q: 
    print "Please ensure q is prime and NOT the same value as p" 
    q = raw_input('Choose a q: ') 
    q = int(q) 

# Compute n = pq 
n = p * q 

# Compute the phi of n 
phi = (p-1) * (q-1) 

# Choose an integer e such that e and phi(n) are coprime 
e = random.randrange(1,phi) 

# Use Euclid's Algorithm to verify that e and phi(n) are comprime 
g = euclid(e,phi) 
while(g!=1): 
    e = random.randrange(1,phi) 
    g = euclid(e,phi) 

# Use Extended Euclid's Algorithm 
d = extended_euclid(e,phi) 

# Public and Private Key have been generated 
public_key=(e,n) 
private_key=(d,n) 
print "Public Key [E,N]: ", public_key 
print "Private Key [D,N]: ", private_key 

# Enter plain text to be encrypted using the Public Key 
sentence = raw_input('Enter plain text: ') 
letters = list(sentence) 

cipher = [] 
num = "" 

# Encrypt the plain text 
for i in range(0,len(letters)): 
    print "Value of ", letters[i], " is ", character[letters[i]] 

    c = (character[letters[i]]**e)%n 
    cipher += [c] 
    num += str(c) 
print "Cipher Text is: ", num 

plain = [] 
sentence = "" 

# Decrypt the cipher text  
for j in range(0,len(cipher)): 

    p = (cipher[j]**d)%n 

    for key in character.keys(): 
     if character[key]==p: 
      plain += [key] 
      sentence += key 
      break 
print "Plain Text is: ", sentence 

# Euclid's Algorithm 
def euclid(a, b): 
    if b==0: 
    return a 
else: 
    return euclid(b, a % b) 

# Euclid's Extended Algorithm 
def extended_euclid(e,phi): 
    d=0 
    x1=0 
    x2=1 
    y1=1 
    orig_phi = phi 
    tempPhi = phi 

while (e>0): 
    temp1 = int(tempPhi/e) 
    temp2 = tempPhi - temp1 * e 
    tempPhi = e 
    e = temp2 

    x = x2- temp1* x1 
    y = d - temp1 * y1 

    x2 = x1 
    x1 = x 
    d = y1 
    y1 = y 

    if tempPhi == 1: 
     d += phi 
     break 
return d 

# Checks if n is a prime number 
def isPrime(n): 
    for i in range(2,n): 
    if n%i == 0: 
     return False 
return True 

character = {"A":1,"B":2,"C":3,"D":4,"E":5,"F":6,"G":7,"H":8,"I":9,"J":10, 
    "K":11,"L":12,"M":13,"N":14,"O":15,"P":16,"Q":17,"R":18,"S":19, 
    "T":20,"U":21,"V":22,"W":23,"X":24,"Y":25,"Z":26,"a":27,"b":28, 
    "c":29,"d":30,"e":31,"f":32,"g":33,"h":34,"i":35,"j":36,"k":37, 
    "l":38,"m":39,"n":40,"o":41,"p":42,"q":43,"r":44,"s":45,"t":46, 
    "u":47,"v":48,"w":49,"x":50,"y":51,"z":52, " ":53, ".":54, ",":55, 
    "?":56,"/":57,"!":58,"(":59,")":60,"$":61,":":62,";":63,"'":64,"@":65, 
    "#":66,"%":67,"^":68,"&":69,"*":70,"+":71,"-":72,"_":73,"=":74}