python写一个完整的分级身份签名的双向认证代码

### 回答1：
分级身份签名是指在进行双向认证时，服务端和客户端需要在证书中包含对方的身份信息。下面是一个使用 Python 实现分级身份签名的双向认证代码示例：

服务端代码：

import ssl
import socket

context = ssl.SSLContext(ssl.PROTOCOL_TLS_SERVER)
context.load_cert_chain(certfile="server.crt", keyfile="server.key")

# 设置验证模式为双向认证
context.verify_mode = ssl.CERT_REQUIRED
context.load_verify_locations(cafile="client.crt")

with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) as sock:
    sock.bind(('localhost', 8080))
    sock.listen(5)
    with context.wrap_socket(sock, server_side=True) as ssock:
        conn, addr = ssock.accept()
        print(f"Connected by {addr}")
        data = conn.recv(1024)
        if data:
            print(f"Received: {data.decode()}")
        conn.sendall(b"Hello, client")

客户端代码：

import ssl
import socket

context = ssl.SSLContext(ssl.PROTOCOL_TLS_CLIENT)
context.load_cert_chain(certfile="client.crt", keyfile="client.key")

# 设置验证模式为双向认证
context.verify_mode = ssl.CERT_REQUIRED
context.load_verify_locations(cafile="server.crt")

with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) as sock:
    with context.wrap_socket(sock, server_hostname='localhost') as ssock:
        ssock.connect(('localhost', 8080))
        ssock.sendall(b"Hello, server")
        data = ssock.recv(1024)
        if data:
            print(f"Received: {data.decode()}")

在这个例子中，服务端和客户端都需要加载自己的证书和私钥，设置双向认证模式并加载对方的证书。服务端使用 `wrap_socket` 方法将 socket 对象包装成 SSL socket 对象，客户端则在 connect 时包装。在双向认证成功后，两端可以进行通信。

### 回答2：
分级身份签名的双向认证是指双方在通信过程中都需要进行身份认证，确保通信安全性和可信度。

首先，我们可以使用Python中的Crypto库来实现加密和解密功能。接下来，我们需要生成公钥和私钥以进行身份认证和签名验证。

在开始通信前，两个通信方需要交换公钥。为了确保公钥的安全，可以使用密钥协商协议，如Diffie-Hellman密钥交换。

首先，我们要创建一个函数来生成RSA公钥和私钥：

from Crypto.PublicKey import RSA

def generate_keys():
    key = RSA.generate(2048)
    private_key = key.export_key()
    public_key = key.publickey().export_key()
    return private_key, public_key

生成公钥和私钥后，每个通信方都需要将私钥保存为本地文件，并将公钥发送给对方。对方也要保存公钥并将自己的公钥发送给第一方。

接下来，我们创建一个函数来对消息进行签名：

from Crypto.Signature import pkcs1_15
from Crypto.Hash import SHA256

def sign_message(private_key, message):
    key = RSA.import_key(private_key)
    h = SHA256.new(message)
    signature = pkcs1_15.new(key).sign(h)
    return signature

然后，我们创建一个函数来验证签名：

def verify_signature(public_key, message, signature):
    key = RSA.import_key(public_key)
    h = SHA256.new(message)
    try:
        pkcs1_15.new(key).verify(h, signature)
        return True
    except (ValueError, TypeError):
        return False

在通信过程中，发送方可以使用`sign_message`函数对消息进行签名，并将签名一起发送给接收方。接收方收到消息后，可以通过`verify_signature`函数验证签名的有效性。

以上是一个简单的分级身份签名的双向认证代码实现的示例，具体应用需要根据实际情况进行进一步适配和加密保护。

### 回答3：
以下是一个使用Python编写的完整的分级身份签名的双向认证代码示例：

import hmac
import hashlib

# 定义密钥字典，按照不同的级别存储不同的密钥
keys = {
    "level1": "level1_secret_key",
    "level2": "level2_secret_key",
    "level3": "level3_secret_key"
}


def generate_signature(data, level):
    # 获取对应级别的密钥
    secret_key = keys.get(level)

    if secret_key is None:
        raise ValueError("Invalid level")

    # 使用HMAC算法创建加密器
    encryptor = hmac.new(secret_key.encode(), digestmod=hashlib.sha256)

    # 更新加密器
    encryptor.update(data.encode())

    # 生成签名
    signature = encryptor.hexdigest()

    return signature


def verify_signature(data, signature, level):
    # 获取对应级别的密钥
    secret_key = keys.get(level)

    if secret_key is None:
        raise ValueError("Invalid level")

    # 使用HMAC算法创建加密器
    encryptor = hmac.new(secret_key.encode(), digestmod=hashlib.sha256)

    # 更新加密器
    encryptor.update(data.encode())

    # 计算新的签名
    new_signature = encryptor.hexdigest()

    # 验证签名是否匹配
    if new_signature == signature:
        return True
    else:
        return False


# 示例用法
data_to_sign = "这是需要签名的数据"

signature = generate_signature(data_to_sign, "level1")
print("生成的签名:", signature)

is_verified = verify_signature(data_to_sign, signature, "level1")
print("验证签名结果:", is_verified)

以上代码中，`keys`字典存储了不同级别的密钥，`generate_signature`函数根据传入的数据和级别生成签名，`verify_signature`函数根据传入的数据、签名和级别进行签名验证。

可以根据具体需求扩展和修改代码，例如添加更多级别的密钥、改进错误处理等。