python有证书的加密解密实现方法

本文实例讲述了python有证书的加密解密实现方法。分享给大家供大家参考。具体实现方法如下：

最近在做python的加解密工作，同时加完密的串能在php上能解出来，网上也找了一些靠谱的资料，刚好也有时间我就总结了一下python在加密与解密这块的代码，今后可能还能用的上。相对于php而言python这块加解密组件较多的，分别是:

python-crypto - 这个组件是基本组件，使用的函式相对比较复杂。
ezpycrypto - 相对简单，但他作出来的公私钥无法与其他程序相兼容     sslcrypto - 与 ezpycrypto 是相同一个作者开发，效率上要比ezpycrypto 好。但一样不能与其它程序相兼容。
pyopenssl - 似乎是用在https 通讯上的，而我找不到加解密的用法。
m2crypto - 终于让我找到了，但它有一大缺点，它底层是用 swig 与 openssl 交接的。
在windows安装swig 程序是非常难的。

我选择使用的是m2crypto，公钥与私钥证书生成有两个方式，一种采用rsa生成，另一种是x509生成。我就把这两种加解密代码分享出来，供大家参考，但转载或使用时请写明出处。

一、 rsa标准方式生成的证书

1.加密解密、加密签名、验证加密签名

#encoding: utf8
import os
import m2crypto
#随机数生成器(1024位随机)
m2crypto.rand.rand_seed(os.urandom(1024))
#生成一个1024位公钥与私密钥证书
geekso = m2crypto.rsa.gen_key(1024, 65537)
geekso.save_key('jb51.net-private.pem', none)
geekso.save_pub_key('jb51.net-public.pem')
#使用公钥证书加密开始
writersa = m2crypto.rsa.load_pub_key('jb51.net-public.pem')
ciphertext = writersa.public_encrypt("这是一个秘密消息,只能用私钥进行解密",m2crypto.rsa.pkcs1_oaep_padding)
print "加密的串是:"
print ciphertext.encode('base64')
#对加密串进行签名
msgdigest = m2crypto.evp.messagedigest('sha1')
msgdigest.update(ciphertext)
#提示，这里也可以使用私钥签名
#writersa = m2crypto.rsa.load_key ('jb51.net-private.pem')
#signature = writersa.sign_rsassa_pss(msgdigest.digest())
signature = geekso.sign_rsassa_pss(msgdigest.digest())
print "签名的串是:"
print signature.encode('base64')
#使用私钥证书解密开始
readrsa = m2crypto.rsa.load_key ('jb51.net-private.pem')
try:
    plaintext = readrsa.private_decrypt (ciphertext, m2crypto.rsa.pkcs1_oaep_padding)
except:
    print "解密错误"
    plaintext = ""
if plaintext :
   print "解密出来的串是:"
   print plaintext
   # 验证加密串的签名
   msgdigest = m2crypto.evp.messagedigest('sha1')
   msgdigest.update(ciphertext)
   #提示，如果是用私钥签名的那就用公钥验证
   #verifyrsa = m2crypto.rsa.load_pub_key('alice-public.pem')
   #verifyrsa.verify_rsassa_pss(msgdigest.digest(), signature)
   if geekso.verify_rsassa_pss(msgdigest.digest(), signature) == 1:
       print "签名正确"
   else:
       print "签名不正确"

2.字符串生成签名、验证签名

#用私钥签名
signevp = m2crypto.evp.load_key('jb51.net-private.pem')
signevp.sign_init()
signevp.sign_update('来自这一客(//www.jb51.net)的签名串')
stringsignature = signevp.sign_final()
print "签名串是:"
print stringsignature.encode('base64')
#用公钥验证签名
pubkey = m2crypto.rsa.load_pub_key('jb51.net-public.pem')
verifyevp = m2crypto.evp.pkey()
verifyevp.assign_rsa(pubkey)
verifyevp.verify_init()
verifyevp.verify_update('来自这一客(//www.jb51.net)的签名串')
if verifyevp.verify_final(stringsignature) == 1:
    print "字符串被成功验证。"
else:
    print "字符串验证失败!"

3.给证书加上密码

给证书加密码的好处是即使证书被人拿了，没有密码也用不了。

def passphrase(v):
    return '4567890'

生成证书时用

geekso.save_key('jb51.net-private.pem',callback=passphrase)

使用证书时用

readrsa = rsa.load_key ('jb51.net-private.pem', passphrase)

二、 x509标准方式生成的证书

1.生成证书、公钥文件、私钥文件

import time
from m2crypto import x509, evp, rsa, asn1
def issuer_name():
    """
    证书发行人名称(专有名称)。
    parameters:
        none
    return:
        x509标准的发行人obj.
    """
    issuer = x509.x509_name()
    issuer.c = "cn"                # 国家名称
    issuer.cn = "*.jb51.net"       # 普通名字
    issuer.st = "hunan changsha"
    issuer.l = "hunan changsha"
    issuer.o = "geekso company ltd"
    issuer.ou = "geekso company ltd"
    issuer.email = "[e-mail]"
    return issuer
def make_request(bits, cn):
    """
    创建一个x509标准的请求。
    parameters:
        bits = 证书位数
        cn = 证书名称
    return:
        返回 x509 request 与 private key (evp).
    """
    rsa = rsa.gen_key(bits, 65537, none)
    pk = evp.pkey()
    pk.assign_rsa(rsa)
    req = x509.request()
    req.set_pubkey(pk)
    name = req.get_subject()
    name.c = "us"
    name.cn = cn
    req.sign(pk,'sha256')
    return req, pk
def make_certificate_valid_time(cert, days):
    """
    从当前时间算起证书有效期几天。
    parameters:
        cert = 证书obj
        days = 证书过期的天数
    return:
        none
    """
    t = long(time.time()) # 获取当前时间
    time_now = asn1.asn1_utctime()
    time_now.set_time(t)
    time_exp = asn1.asn1_utctime()
    time_exp.set_time(t + days * 24 * 60 * 60)
    cert.set_not_before(time_now)
    cert.set_not_after(time_exp)
def make_certificate(bits):
    """
    创建证书
    parameters:
        bits = 证快的位数
    return:
        证书, 私钥 key (evp) 与 公钥 key (evp).
    """
    req, pk = make_request(bits, "localhost")
    puk = req.get_pubkey()
    cert = x509.x509()
    cert.set_serial_number(1) # 证书的序例号
    cert.set_version(1) # 证书的版本
    cert.set_issuer(issuer_name()) # 发行人信息
    cert.set_subject(issuer_name()) # 主题信息
    cert.set_pubkey(puk)
    make_certificate_valid_time(cert, 365) # 证书的过期时间
    cert.sign(pk, 'sha256')
    return cert, pk, puk
# 开始创建
cert, pk, puk= make_certificate(1024)
cert.save_pem('jb51.net-cret.pem')
pk.save_key('jb51.net-private.pem',cipher = none, callback = lambda: none)
puk.get_rsa().save_pub_key('jb51.net-public.pem')

2.用证书加密、私钥文件解密

def geekso_encrypt_with_certificate(message, cert_loc):
    """
    cert证书加密，可以用私钥文件解密.
    parameters:
        message = 要加密的串
        cert_loc = cert证书路径
    return:
        加密串 or 异常串
    """
    cert = x509.load_cert(cert_loc)
    puk = cert.get_pubkey().get_rsa() # get rsa for encryption
    message = base64.b64encode(message)
    try:
        encrypted = puk.public_encrypt(message, rsa.pkcs1_padding)
    except rsa.rsaerror as e:
        return "error encrypting " + e.message
    return encrypted
encrypted = geekso_encrypt_with_certificate('www.jb51.net','jb51.net-cret.pem')
print '加密串',encrypted
def geekso_decrypt_with_private_key(message, pk_loc):
    """
    私钥解密证书生成的加密串
    parameters:
        message = 加密的串
        pk_loc = 私钥路径
    return:
        解密串 or 异常串
    """
    pk = rsa.load_key(pk_loc) # load rsa for decryption
    try:
        decrypted = pk.private_decrypt(message, rsa.pkcs1_padding)
        decrypted = base64.b64decode(decrypted)
    except rsa.rsaerror as e:
        return "error decrypting " + e.message
    return decrypted
print '解密串',geekso_decrypt_with_private_key(encrypted, 'jb51.net-private.pem')

3.用私钥加密、证书解密

def geekso_encrypt_with_private_key(message,pk_loc):
    """
    私钥加密
    parameters:
        message = 加密的串
        pk_loc = 私钥路径
    return:
        加密串 or 异常串
    """
    readrsa = rsa.load_key(pk_loc);
    message = base64.b64encode(message)
    try:
        encrypted = readrsa.private_encrypt(message,rsa.pkcs1_padding)
    except rsa.rsaerror as e:
        return "error encrypting " + e.message
    return encrypted
encrypted = geekso_encrypt_with_private_key('www.jb51.net', 'jb51.net-private.pem')
print encrypted
def geekso_decrypt_with_certificate(message, cert_loc):
    """
    cert证书解密.
    parameters:
        message = 要解密的串
        cert_loc = cert证书路径
    return:
        解密后的串 or 异常串
    """
    cert = x509.load_cert(cert_loc)
    puk = cert.get_pubkey().get_rsa()
    try:
        decrypting = puk.public_decrypt(message, rsa.pkcs1_padding)
        decrypting = base64.b64decode(decrypting)
    except rsa.rsaerror as e:
        return "error decrypting " + e.message
    return decrypting
decrypting = geekso_decrypt_with_certificate(encrypted, 'jb51.net-cret.pem')
print decrypting

4.用私钥签名、证书验证签名

def geekso_sign_with_private_key(message, pk_loc, base64 = true):
    """
    私钥签名
    parameters:
        message = 待签名的串
        pk_loc = 私钥路径
        base64 = true(bease64处理) false(16进制处理)
    return:
        签名后的串 or 异常串
    """
    pk = evp.load_key(pk_loc)
    pk.sign_init()
    try:
        pk.sign_update(message)
        signature = pk.sign_final()
    except evp.evperror as e:
        return "error signature " + e.message
    return signature.encode('base64') if base64 is true else signature.encode('hex')
signature = geekso_sign_with_private_key('www.jb51.net','jb51.net-private.pem')
print signature
def geekso_verifysign_with_certificate(message, signature, cert_loc, base64 = true):
    """
    证书验证签名
    parameters:
        message = 原来签名的串
        signature = 签名后的串
        cert_loc = 证书路径文件
        base64 = true(bease64处理) false(16进制处理)
    return:
        成功or失败串 or 异常串
    """
    signature = signature.decode('base64') if base64 is true else signature.decode('hex')
    cert = x509.load_cert(cert_loc)
    puk = cert.get_pubkey().get_rsa()
    try:
        verifyevp = evp.pkey()
        verifyevp.assign_rsa(puk)
        verifyevp.verify_init()
        verifyevp.verify_update(message)
        verifysign = verifyevp.verify_final(signature)
        if verifysign == 1 :
            return '成功'
        else :
            return '失败'
    except evp.evperror as e:
        return "error verify sign " + e.message
   
print geekso_verifysign_with_certificate('www.jb51.net', signature, 'jb51.net-cret.pem')

希望本文所述对大家的python程序设计有所帮助。