Python 基于 RSA 加密软件的设计与实现

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1 简介

本文讲解的是 Python 基于 RSA 加密软件的设计与实现

RSA是被称之为最为优秀的密码体制，是数据加密算法的标准，能通过该算法能够很好的实现数据加密的过程，该算法现在也成为了当下广泛应用的具备较强安全性的密码体制。本次就是利用了该算法结合python技术来开发一款数据加密的软件，通过数据加密来实现网络中的信息安全保护。

关键词：公钥密码体制；RSA算法；python

2. 公开秘钥的加密体制

公开秘钥的加密体制也被称之为是非对称的秘钥加密，这个概念的推出将整个数据加密的技术方法和使用场景又推向了一个新的高度。区别于对称的秘钥加密，非对称的加密过程能够保证秘钥无法被破解，或者说是在一定时间范围内想要对秘钥进行解密的工作是不可能实现的。这种加密技术中严格的规定了只有通过使用相同的秘钥才能够进行解密，而这种相同的秘钥又被称之为公钥，公钥可以随着加密的信息一同传递给接收方，接收方需要通过自己持有的秘钥，与传递来的公钥相结合使用的方式来对整个信息内容进行解密操作，如果有恶意破坏者获取了公钥，由于没有私钥，因此也无法对信息内容进行破解。现在对于公钥加密体制也有着很多破解的测试，而在破解的过程中无一例外的遇到了复杂的数学难题。这些数学难题主要包含以下一些内容：大数因子无法分机的问题、椭圆曲线离散对数问题等。这些数学难题很好的保证了这种算法体制的安全性。公开的秘钥体制对于秘钥的管理相对非公开的方式来说是比较简单的，可以让公钥在不安全的信道中进行传输，具有很强的开放性，而且该技术还可以很好的被利用在数字签名的使用上，在电子商务领域、网络支付领域都能够实现很好的应用效果。

在公开秘钥的加密算法中，其模型的设计主要包括了以下的几个组成部分：

1. 明文，明文就是指在系统中需要等待被加密的信息内容；

2. 加密算法，本次是指通过RSA算法来对明文信息进行变换，将其内容隐藏成字符串或者函数等；

3. 公开密钥，如前文所述，是公开的一把钥匙，任何在网络上的人都能够持有或者获取；

4. 私有秘钥，这种私有秘钥有发送人和接收人各自拥有各自的秘钥，接收人在接受到含有公钥的密文后可以利用私钥进行匹配实现文件的解密工作。

5. 密文，密文就是通过RSA算法将明文进行加密后的内容，是一种无规则的数据信息。

图2.1加密和认证模型

3 基于RSA算法的系统总体设计

首先此次的设计需要保证能够实现基础的加密工作，通过设计的软件中的固定模块来进行输入内容的添加，并且在线能够通过快速的、几乎不耗费资源的提供加密的内容实现。对于加密后的内容，从表面上看就是一长串无规则的字符串，没有任何原本的内容在其中进行显示。

其次是解密的功能，在解密的功能中需要打开设计的既定窗口，在窗口中验证字符串，系统通过快速的运算后可以进行数据的解密工作，解密后可以清晰的看到明文的显示。

最后是对数据流的安全性的设计要求，在数据的传输和存储中也要保证数据的完整性和安全性强，能够实现较好的数据存储和读取的功能。

4. 系统展示

4.2.1登录模块的实现

在此次的页面设计中，主要是使用了动态的页面设计，蓝天白云的背景图中，白云是采用动态飘动的设计，让登录的界面更加美观，在该加密算法的系统登录上需要按照菜单栏的要求实现内容的输入经过数据库的校验才能够实现正常登录。具体的登录界面如下图所示：

图4.1用户登录界面

4.2.2数字加密的实现

在整个页面的左边有菜单栏，点击数据管理菜单，能够实现数据的加密操作，在数据的加密页面里，点击新增加密会弹出一个新的窗口，在窗口中能够输入需要加密的
内容，当输入：我爱中国后点击新建即可实现内容的新建。界面如下图所示

图4.2新建数字加密界面

在点击完新建之后，在整个页面中能够看到有一条新的信息形成了，点击加密，可以看到"我爱中国"的信息内容被加密成了一串无规则的字符串，具体展示如下：

图4.3数字加密界面

4.2.3RSA数字加密系统首页

此次设计的系统在首页的显示上有着内容的统计分析管理，在首页上有着本系统内注册用户的数量显示、有着已经完成加密的信息条数显示等内容并且对于数据加密的流程图进行了展示工作，如下图所示：

图4.4数据加密系统首页界面

5 参考文献

 [1]许永霖.
基于RSA算法的第三方溯源平台的研究与实现[D].武汉工程大学,2018.

[2]郭豪.
RSA算法在遥感影像数据传输系统中应用[D].北华航天工业学院,2018.

[3]齐年强. RSA算法在二维码防伪技术中的应用研究[D].南京邮电大学,2017.

[4]张驰.
基于DES和RSA混合加密的即时通信系统的设计与实现[D].厦门大学,2017.

[5]黄璟. 基于RSA算法的短信加密系统的研究与实现[D].华中科技大学,2017.

[6]赵悦. 基于RSA加密解密的即时通讯系统的设计与实现[D].吉林大学,2016.

[7]张帅. 基于ECC与RSA的随机加密方案的研究与设计[D].内蒙古大学,2015.

[8]钱亚彬.
基于RSA算法的二维码防伪技术在生鲜产品领域的设计与应用[D].河南大学,2015.

[9]孙伟. 公钥RSA加密算法的改进与实现[D].安徽大学,2014.