如何在pycryptodom中使用ECC加密消息

Question

我正在使用混合加密(RSA+AES)，但长度很大，现在我想使用ECC代替RSA，但在pycryptodom中没有实现...

这是我的RSA代码：

def generate_keys():
    key = RSA.generate(1024)
    private_key = key.exportKey(format='PEM', pkcs=8, 
                  protection="scryptAndAES128-CBC")
    f = open("private_key.pem", "wb")
    f.write(private_key)
    public_key = key.publickey().exportKey('PEM')
    f = open("public_key.pem", "wb")
    f.write(public_key)
    f.close()

def encrypt(username, msg):
    #get the reciever's public key
    f = open("{}.pem".format(username)) # a.salama.pem
    recipient_key = RSA.import_key(f.read())
    f.close()

    # Encrypt the session key with the reciever's public RSA key
    cipher_rsa = PKCS1_OAEP.new(recipient_key)

    # Encrypt the data with the AES session key
    session_key = get_random_bytes(16)

    cipher_aes = AES.new(session_key, AES.MODE_EAX)
    ciphertext, tag = cipher_aes.encrypt_and_digest(msg.encode('utf-
                    8'))
    encrypted_data = cipher_rsa.encrypt(session_key) + 
    cipher_aes.nonce + tag +  ciphertext    
    encrypted_data = base64.b64encode(encrypted_data)
    return encrypted_data

尝试使用ECC+AES之后，代码将会变为：

from Crypto.PublicKey import ECC
from Crypto.Random import get_random_bytes
from Crypto.Cipher import AES, PKCS1_OAEP
import base64

def generate_keys():
    key = ECC.generate(curve='P-256') #3072 RSA 
    private_key = key.export_key(format='PEM')
    f = open('private_key.pem','wt')
    f.write(private_key)
    f.close()

    public_key = key.public_key().export_key(format='PEM')
    f = open('public_key.pem','wt')
    f.write(public_key)
    f.close()

def encrypt(username, msg):
    #get the reciever's public key
    f = open("{}.pem".format(username), 'rt') # a.salama.pem
    recipient_key = ECC.import_key(f.read())
    f.close()

    # Encrypt the session key with the reciever's public RSA key
    cipher_rsa = PKCS1_OAEP.new(recipient_key)

    # Encrypt the data with the AES session key
    session_key = get_random_bytes(16)
    #we use the EAX mode to allow detection of unauthorized 
    modifications.  
    cipher_aes = AES.new(session_key, AES.MODE_EAX)
    ciphertext, tag = cipher_aes.encrypt_and_digest(msg.encode('utf-
                      8'))
    encrypted_data = cipher_rsa.encrypt(session_key) + 
    cipher_aes.nonce + tag +  ciphertext    
    encrypted_data = base64.b64encode(encrypted_data)

    return encrypted_data.decode()

这一行代码出错了

cipher_rsa = PKCS1_OAEP.new(recipient_key)

但是我希望使用公钥加密会话密钥，如何使用pycryptodome或其他方式实现

- Ahmed Salama

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你能否发布解决方案？如果你找到了的话... - elvainch

Pycryptodom本身没有为ECC编写代码，我认为它正在维护中。所以，不幸的是，我没有找到解决方案。 - Ahmed Salama

Answer 1

Pycryptodome不支持基于椭圆曲线的加密(ECC加密)。

请改用ECIES算法，例如这个Python库：https://github.com/kigawas/eciespy

ECIES（椭圆曲线综合加密方案）是混合加密方案，它将ECC公钥密码学与非对称加密会话密钥相结合，用后者再使用对称密码（例如AES-GCM）加密输入数据。

- Svetlin Nakov

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此答案已过时，Pycryptodome现在支持ECC，请参见https://pycryptodome.readthedocs.io/en/latest/src/public_key/ecc.html。 - gdvalderrama

Answer 2

我知道这是一个老问题，但对于任何其他来到这里的人：

现在可以使用Pycryptodome或Cryptography。例如，可以使用Pycrptodome：

from Crypto.PublicKey import ECC

def get_or_create_public_key(filename: str = "private_key.pem"):
""" Helper function to retrieve public key """
   private_key_file = os.path.join(settings.BASE_DIR, filename)
   if os.path.exists(private_key_file):
      file = open(private_key_file, "rt")
      private_key = ECC.import_key(file.read(), passphrase=settings.SECRET_KEY)
   else:
      private_key = ECC.generate(curve="P-256")
      file = open(private_key_file, "wt")
      file.write(
         private_key.export_key(
            format="PEM",
            use_pkcs8=True,
            passphrase=settings.SECRET_KEY,
            protection="PBKDF2WithHMAC-SHA1AndAES128-CBC",
        )
      )
      file.close()
   public_key = private_key.public_key()
   return public_key.export_key(format="PEM")

- Na'aman Hirschfeld

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这并没有实际帮助。问题是使用ECC密钥创建PKCS1_OAEP密码。当前结果是"AttributeError：'EccKey'对象没有'n'属性'"。 - Jonathan Hatchett

这个答案只是展示了如何生成密钥对，而不是问题所要求的。加密和解密仍然不受PyCryptodome支持。 - ThexXTURBOXx