Генерация подписи RSA с помощью PyCryptodome Python

RSA – это система криптографии с открытым ключом, разработанная в 1979 году, которая широко используется для обеспечения безопасности передачи данных. Асимметричная криптография имеет два основных применения: аутентификация и конфиденциальность. В статье покажу, как генерировать подписи RSA с помощью PyCryptodome Python.

Еще по теме: Шифрование с помощью PyCryptodome Python

Генерация подписи RSA с помощью PyCryptodome Python

При использовании асимметричной криптографии сообщения можно подписать с помощью закрытого ключа, и затем любой, у кого есть публичный ключ, может проверить, что сообщение было создано кем-то, кто обладает соответствующим закрытым ключом. Это можно объединить с системой проверки подлинности личности, чтобы узнать, какое лицо обладает этим закрытым ключом.

Преимущество асимметричной или открытой криптографии заключается также в том, что она обеспечивает способ убедиться, что сообщение не изменено и остается подлинным. В случае подписей данных отправитель использует свой закрытый ключ для подписи данных, и получатель использует публичный ключ отправителя для его проверки.

В следующем примере мы шифруем и дешифруем с использованием алгоритма RSA через публичные и закрытые ключи.

from Crypto.PublicKey import RSA

from Crypto.Cipher import PKCS1_OAEP

from Crypto.Hash import SHA256

from Crypto.Signature import PKCS1_v1_5

def generate(bit_size):

keys = RSA.generate(bit_size)

return keys

def encrypt(public_key, data):

cipher = PKCS1_OAEP.new(public_key)

return cipher.encrypt(data)

def decrypt(private_key, data):

cipher = PKCS1_OAEP.new(private_key)

return cipher.decrypt(data)

if __name__ == "__main__":

keys = generate(2048)

Первый шаг при использовании RSA – это генерация пары публичного и закрытого ключей. В приведенном выше коде мы генерируем эту пару ключей с помощью метода generate(), передавая размер ключа в качестве параметра.

Рекомендуется использовать длину ключа не менее 2048 бит.

Затем мы экспортируем публичный ключ с использованием метода publickey() и преобразуем его в формат UTF-8 с помощью метода decode(). PEM – это тип кодирования на основе текста, который часто используется, если нужно поделиться ключом, например, по электронной почте:

print("Публичный ключ:")

print(keys.publickey().export_key('PEM').decode(), end='\n\n')

with open("public.key", 'wb') as file:

file.write(keys.publickey().export_key())

print("Закрытый ключ:")

print(keys.export_key('PEM').decode())

with open("private.key", 'wb') as file:

file.write(keys.export_key('PEM'))

Мы можем использовать RSA для создания подписи сообщения. Действительная подпись может быть сгенерирована только при наличии закрытого ключа RSA, поэтому проверка возможна с использованием соответствующего публичного ключа:

text2cipher = "text2cipher".encode("utf8")

hasher = SHA256.new(text2cipher)

signer = PKCS1_v1_5.new(keys)

signature = signer.sign(hasher)

verifier = PKCS1_v1_5.new(keys)

if verifier.verify(hasher, signature):

print('Подпись действительна!')

else:

print('Сообщение было подписано неправильным закрытым ключом или изменено')

Приведенные выше код выполняет проверку подписи, которая работает с публичным ключом.

Затем, мы используем публичный ключ для шифрования и закрытый ключ для дешифрования данных:

encrypted_data = encrypt(keys.publickey(), text2cipher)

print("Зашифрованный текст:", encrypted_data)

decrypted_data = decrypt(keys, encrypted_data)

print("Расшифрованный текст:", decrypted_data.decode())

В следующем примере мы используем асимметричную криптографию для генерации публичных и закрытых ключей, а для шифрования и дешифрования – пакет PKCS1_OAEP из модуля Crypto.PublicKey.

from Crypto.Cipher import PKCS1_OAEP

from Crypto.PublicKey import RSA

import sys

bit_size = int(sys.argv[1])

key_format = sys.argv[2]

message = sys.argv[3]

key = RSA.generate(bit_size)

print("Генерация публичного ключа....")

publicKey = key.publickey().exportKey(key_format)

print("Генерация закрытого ключа....")

privateKey = key.exportKey(key_format)

message = str.encode(message)

RSApublicKey = RSA.importKey(publicKey)

OAEP_cipher = PKCS1_OAEP.new(RSApublicKey)

encryptedMsg = OAEP_cipher.encrypt(message)

print('Зашифрованный текст:', encryptedMsg)

RSAprivateKey = RSA.importKey(privateKey)

OAEP_cipher = PKCS1_OAEP.new(RSAprivateKey)

decryptedMsg = OAEP_cipher.decrypt(encryptedMsg)

print('Оригинальный текст:', decryptedMsg.decode())

В приведенном коде мы применяем шифрование и дешифрование с использованием пакета PKCS1_OAEP Python, который представляет собой дополнение для асимметричного шифрования, опубликованную RSA и обеспечивающую большую безопасность, чем простой RSA.

Для выполнения схемы OAEP нужно сначала создать объект PKCS1OAEP_Cipher, а затем вызвать методы PKCS1OAEP_Cipher.encrypt() и PKCS1OAEP_Cipher.decrypt() для шифрования или дешифрования текста. Если входной текст имеет строковый тип, мы должны сначала преобразовать его в байтовую строку.

Для выполнения предыдущего скрипта нам нужно передать размер ключа в качестве первого параметра, например, 2 048 бит, и формат файла для публичных и закрытых ключей в качестве второго параметра. Третий параметр – сообщение для шифрования.

Заключение

Теперь, когда мы рассмотрели модуль PyCryptodome, давайте рассмотрим модуль Cryptography как альтернативу для шифрования и дешифрования данных.

ПОЛЕЗНЫЕ ССЫЛКИ: