写一个RSA-3072加密算法

RSA是一种非对称加密算法，首先需要生成一对公钥和私钥。下面是一个简单的RSA-3072加密算法的实现（仅供学习参考，请勿用于生产环境）：

import random
import math

# 生成RSA的公钥和私钥
def generate_key():
    # 选择两个大质数p和q
    p = generate_prime_number(1536)
    q = generate_prime_number(1536)
    
    # 计算n和phi(n)
    n = p * q
    phi = (p - 1) * (q - 1)
    
    # 选择一个小于phi(n)且与phi(n)互质的整数e
    e = 65537
    
    # 计算d，使得e * d ≡ 1 (mod phi(n))
    d = inverse_mod(e, phi)
    
    # 返回公钥和私钥
    return ((e, n), (d, n))

# 加密函数
def encrypt(plaintext, public_key):
    e, n = public_key
    
    # 将明文转换为整数
    plaintext_int = int.from_bytes(plaintext.encode(), 'big')
    
    # 使用公钥进行加密
    ciphertext_int = pow(plaintext_int, e, n)
    
    # 返回密文
    return ciphertext_int.to_bytes((ciphertext_int.bit_length() + 7) // 8, 'big')

# 解密函数
def decrypt(ciphertext, private_key):
    d, n = private_key
    
    # 将密文转换为整数
    ciphertext_int = int.from_bytes(ciphertext, 'big')
    
    # 使用私钥进行解密
    plaintext_int = pow(ciphertext_int, d, n)
    
    # 将明文转换为字符串
    plaintext = plaintext_int.to_bytes((plaintext_int.bit_length() + 7) // 8, 'big').decode()
    
    # 返回明文
    return plaintext

# 生成指定位数的随机质数
def generate_prime_number(bits):
    while True:
        # 选择一个随机的奇数
        p = random.getrandbits(bits)
        if p % 2 == 0:
            p += 1
        
        # 判断是否是质数
        if is_prime(p):
            return p

# 判断一个数是否是质数
def is_prime(n):
    if n <= 3:
        return n > 1
    if n % 2 == 0 or n % 3 == 0:
        return False
    for i in range(5, int(math.sqrt(n)) + 1, 6):
        if n % i == 0 or n % (i + 2) == 0:
            return False
    return True

# 求模反元素
def inverse_mod(a, m):
    if math.gcd(a, m) != 1:
        return None
    u1, u2, u3 = 1, 0, a
    v1, v2, v3 = 0, 1, m
    while v3 != 0:
        q = u3 // v3
        v1, v2, v3, u1, u2, u3 = (u1 - q * v1), (u2 - q * v2), (u3 - q * v3), v1, v2, v3
    return u1 % m

这个实现中，首先使用generate_key()函数生成一对公钥和私钥。公钥包含两个数，一个是加密指数e，另一个是n。私钥也包含两个数，一个是解密指数d，另一个是n。加密过程使用公钥进行加密，解密过程使用私钥进行解密。其中，generate_prime_number()函数用于生成指定位数的随机质数，is_prime()函数用于判断一个数是否是质数，inverse_mod()函数用于求模反元素。