RSA 公钥密码体制实验

### RSA公钥加密体系实验报告

#### 实验目的
通过本实验理解并掌握RSA非对称加密算法的工作原理及其Python实现方法。

#### 环境准备
为了完成此实验，需安装`pycryptodome`库来处理RSA加解密操作。可以通过pip命令安装该库：

pip install pycryptodome

#### Python代码实现

下面是一个完整的Python程序示例，展示了如何生成一对RSA密钥，并使用这对密钥来进行消息的加密和解密过程[^1]。

from Crypto.PublicKey import RSA
from Crypto.Cipher import PKCS1_OAEP
import binascii

# 生成新的RSA密钥对 (2048位)
key = RSA.generate(2048)

private_key = key.export_key()
public_key = key.publickey().export_key()

print(f'Private Key:\n{private_key.decode()}')
print(f'\nPublic Key:\n{public_key.decode()}')

message = b'This is a secret message.'

# 使用公钥加密信息
rsa_public_key = RSA.importKey(public_key)
cipher = PKCS1_OAEP.new(rsa_public_key)
encrypted_message = cipher.encrypt(message)

print("\nEncrypted Message:")
print(binascii.hexlify(encrypted_message))

# 使用私钥解密信息
rsa_private_key = RSA.importKey(private_key)
decrypt_cipher = PKCS1_OAEP.new(rsa_private_key)
decrypted_message = decrypt_cipher.decrypt(encrypted_message)

print("\nDecrypted Message:", decrypted_message.decode())

这段脚本首先创建了一对长度为2048比特的RSA密钥；接着利用公钥对一条字符串形式的消息进行了加密；最后再用对应的私钥成功恢复了原始的信息内容。

#### 测试用例设计

针对上述实现可以构建如下几个简单的测试案例以验证其功能正确性：

1. **正向测试**：输入正常范围内的明文（如短句），确认能否被正确加密后再由相应私钥完全还原；
2. **边界条件测试**：尝试极端大小的数据集作为输入，比如非常长或特别短的文字串，观察系统行为是否稳定；
3. **异常情况测试**：故意提供错误格式或其他类型的非法参数给函数调用接口，检验是否有合理的报错机制防止误操作引发的安全风险。