非对称加密算法代码实现

非对称加密算法是一种使用公钥和私钥来实现加密和解密的算法。其中，公钥可以公开，用于加密消息；私钥必须保密，用于解密消息。目前较为常见的非对称加密算法有RSA、ECC等。

下面以RSA算法为例，提供一份Python代码实现：

import random
from math import gcd

def get_random_prime(bits):
    """
    生成指定位数的随机质数
    """
    while True:
        p = random.randint(2**(bits-1), 2**bits - 1)
        if is_prime(p):
            return p

def is_prime(n, k=5):
    """
    Miller-Rabin素性测试
    """
    if n == 2 or n == 3:
        return True
    if n < 2 or n % 2 == 0:
        return False

    d = n - 1
    r = 0
    while d % 2 == 0:
        r += 1
        d //= 2

    for _ in range(k):
        a = random.randint(2, n - 2)
        x = pow(a, d, n)
        if x == 1 or x == n - 1:
            continue

        for _ in range(r - 1):
            x = pow(x, 2, n)
            if x == n - 1:
                break
        else:
            return False

    return True

def get_keys(key_size):
    """
    生成RSA公钥和私钥
    """
    p = get_random_prime(key_size // 2)
    q = get_random_prime(key_size // 2)
    n = p * q
    phi_n = (p - 1) * (q - 1)

    while True:
        e = random.randrange(2**(key_size - 1), 2**key_size - 1)
        if gcd(e, phi_n) == 1:
            break

    d = modinv(e, phi_n)
    return (e, n), (d, n)

def modinv(a, m):
    """
    求a在模m意义下的逆元
    """
    def egcd(a, b):
        if a == 0:
            return (b, 0, 1)
        else:
            g, y, x = egcd(b % a, a)
            return (g, x - (b // a) * y, y)

    g, x, y = egcd(a, m)
    if g != 1:
        raise Exception('modular inverse does not exist')
    else:
        return x % m

def encrypt(pk, plaintext):
    """
    使用公钥加密明文
    """
    e, n = pk
    ciphertext = [pow(ord(char), e, n) for char in plaintext]
    return ciphertext

def decrypt(pk, sk, ciphertext):
    """
    使用私钥解密密文
    """
    d, n = sk
    plaintext = [chr(pow(char, d, n)) for char in ciphertext]
    return ''.join(plaintext)

使用示例：

# 生成公钥和私钥
public_key, private_key = get_keys(1024)

# 使用公钥加密消息
message = "Hello, World!"
ciphertext = encrypt(public_key, message)

# 使用私钥解密消息
plaintext = decrypt(public_key, private_key, ciphertext)
print(plaintext)  # 输出：Hello, World!

需要注意的是，RSA算法中的key_size参数需要根据具体情况进行调整，一般建议使用2048位或以上的密钥。同时，该代码实现中还使用了Miller-Rabin素性测试和扩展欧几里得算法求模反元素，以提高算法的安全性和效率。