RSA算法公钥、私钥及数字签名加密流程分步解析

文/九歌

RSA算法发明者：Rivest、Shamir 和 Adleman

1977年，三位数学家Rivest、Shamir 和 Adleman提出了一种新的非对称加密算法，并以他们自己的名字命名，即为RSA加密算法。RSA算法知识涉及了质数、欧拉函数等高等数学知识，如果没有数学基础，建议不要深究下去。本文重点介绍如何使用Python实现密钥对的生成以及数字签名，从而实现网络信息的加密和解密。

RSA算法可以总结为四句话：公钥加密、私钥解密、私钥签名、公钥验签。加密是防止信息泄露，而签名是为了防止信息被篡改。

比如，小九同学想通过互联网给小蓝同学发送一段文字“一切安好”，为了不让其他人知道这段文字，小九同学选择使用RSA算法加密，使用在线RSA工具模拟步骤如下：

一、小九和小蓝同学提前使用RSA算法，分别生成自己的一对密钥对（公钥和密钥）。公钥用来加密，私钥用来解密和数字签名；公钥提前告诉对方，私钥不告诉任何人。公钥和私钥其实就是两个字符串。

（1）小九同学生成的密钥对：

（2）小蓝同学生成的密钥对

二、小九想给小蓝发送信息“一切安好”，就需要使用小蓝的公钥对“一切安好”这四个汉字进行加密，加密后获得加密文本字符串。这样可以保证，只有小蓝的私钥能解开加密后的文本。

三、为了确保小蓝收到的就是小九本人发送的内容，不是别人伪造的，小九使用自己的私钥和发送内容中的一部分文本，生成数字签名，一同发送给小蓝同学。我们这里使用“一切安好”四个汉字的后两个汉字“安好”作为签名文本，并提前跟小蓝约定发送信息的最后两个汉字是签名文本。现实世界，双方使用的是数字证书和相同的哈希函数，这里仅作了解。

四、小蓝收到小九发送的加密密文和签名字符串后，首先用自己的私钥对密文进行解密。

五、小蓝同学为了验证该内容是不是小九本人发送，使用小九的公钥对小九的数字签名内容进行确认。

六、 如果数字签名验证准确，则小九通过RSA算法，将“一切安好”四个汉字发送给了小蓝同学。