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Python 实现非对称加密的 A 端和 B 端软件的详细步骤及代码示例

article 2025/3/12 14:32:41

以下是使用 Python 实现非对称加密的 A 端和 B 端软件的详细步骤及代码示例，并且会说明如何将其打包为可执行的 .exe 文件。这里我们使用 cryptography 库来实现 RSA 非对称加密算法。

1. 安装依赖库

首先，确保你已经安装了 cryptography 库。如果没有安装，可以使用以下命令进行安装：

pip install cryptography

2. 编写 A 端软件代码（`a_end.py`）

from cryptography.hazmat.backends import default_backend
from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import rsa, padding
from cryptography.hazmat.primitives import serialization, hashes
import base64

def encrypt_message(public_key_pem, plaintext):
    # 加载公钥
    public_key = serialization.load_pem_public_key(
        public_key_pem.encode(),
        backend=default_backend()
    )
    # 加密明文
    ciphertext = public_key.encrypt(
        plaintext.encode(),
        padding.OAEP(
            mgf=padding.MGF1(algorithm=hashes.SHA256()),
            algorithm=hashes.SHA256(),
            label=None
        )
    )
    # 将加密后的字节数据转换为 Base64 编码的字符串，方便复制
    encrypted_base64 = base64.b64encode(ciphertext).decode()
    return encrypted_base64

if __name__ == "__main__":
    # 读取公钥文件
    try:
        with open('public_key.pem', 'r') as f:
            public_key_pem = f.read()
    except FileNotFoundError:
        print("未找到公钥文件 'public_key.pem'，请确保文件存在。")
        exit(1)

    # 输入明文
    plaintext = input("请输入要加密的明文: ")

    # 加密明文
    encrypted_text = encrypt_message(public_key_pem, plaintext)

    # 输出可复制的密文
    print("加密后的密文（可复制）:")
    print(encrypted_text)

3. 编写 B 端软件代码（`b_end.py`）

from cryptography.hazmat.backends import default_backend
from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import rsa, padding
from cryptography.hazmat.primitives import serialization, hashes
import base64

def generate_key_pair():
    # 生成私钥
    private_key = rsa.generate_private_key(
        public_exponent=65537,
        key_size=2048,
        backend=default_backend()
    )
    # 生成公钥
    public_key = private_key.public_key()

    # 保存私钥到文件
    private_pem = private_key.private_bytes(
        encoding=serialization.Encoding.PEM,
        format=serialization.PrivateFormat.PKCS8,
        encryption_algorithm=serialization.NoEncryption()
    )
    with open('private_key.pem', 'wb') as f:
        f.write(private_pem)

    # 保存公钥到文件
    public_pem = public_key.public_bytes(
        encoding=serialization.Encoding.PEM,
        format=serialization.PublicFormat.SubjectPublicKeyInfo
    )
    with open('public_key.pem', 'wb') as f:
        f.write(public_pem)

    print("密钥对生成成功，私钥保存为 'private_key.pem'，公钥保存为 'public_key.pem'。")

def decrypt_message(private_key_pem, encrypted_base64):
    # 加载私钥
    private_key = serialization.load_pem_private_key(
        private_key_pem.encode(),
        password=None,
        backend=default_backend()
    )
    # 将 Base64 编码的密文转换为字节数据
    ciphertext = base64.b64decode(encrypted_base64)
    # 解密密文
    plaintext = private_key.decrypt(
        ciphertext,
        padding.OAEP(
            mgf=padding.MGF1(algorithm=hashes.SHA256()),
            algorithm=hashes.SHA256(),
            label=None
        )
    )
    return plaintext.decode()

if __name__ == "__main__":
    # 生成密钥对
    generate_key_pair()

    # 读取私钥文件
    try:
        with open('private_key.pem', 'r') as f:
            private_key_pem = f.read()
    except FileNotFoundError:
        print("未找到私钥文件 'private_key.pem'，请确保文件存在。")
        exit(1)

    # 输入密文
    encrypted_text = input("请输入要解密的密文: ")

    # 解密密文
    decrypted_text = decrypt_message(private_key_pem, encrypted_text)

    # 输出解密后的明文
    print("解密后的明文:")
    print(decrypted_text)

4. 打包为 `.exe` 文件

我们可以使用 PyInstaller 库将 Python 脚本打包为可执行的 .exe 文件。首先，确保你已经安装了 PyInstaller：

pip install pyinstaller

打包 A 端软件

在命令行中，进入包含 a_end.py 文件的目录，然后运行以下命令：

pyinstaller --onefile a_end.py

打包完成后，在 dist 目录下会生成 a_end.exe 文件。

打包 B 端软件

同样，在命令行中进入包含 b_end.py 文件的目录，运行以下命令：

pyinstaller --onefile b_end.py

打包完成后，在 dist 目录下会生成 b_end.exe 文件。

5. 使用说明

B 端软件（b_end.exe）：运行该软件会生成密钥对，将私钥保存为 private_key.pem，公钥保存为 public_key.pem。然后提示你输入要解密的密文，输入后会输出解密后的明文。
A 端软件（a_end.exe）：运行该软件前，需要确保 public_key.pem 文件存在。运行后，输入要加密的明文，软件会输出加密后的密文，该密文可以复制并提供给 B 端进行解密。

通过以上步骤，你就可以实现一个简单的非对称加密的 A 端和 B 端软件，并将其打包为可执行的 .exe 文件。

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