应用密码学课程设计密钥分发

本项目是python实现的基于密钥分发过程的简易信息管理系统，实现了加密交流，信息录入，信息查看等功能，重点在于密钥分发的流程展示，以体现密钥分发的原理。

密钥分发流程如下

发送：

服务器生成共享密钥和随机对称密钥
用客户端公钥经sm2算法加密随机对称密钥得到E(对称密钥)
用随机对称密钥经sm4算法加密共享密钥得到E(共享密钥)
共享密钥经sm3生成摘要，用服务器私钥经sm2算法签名得到数字签名
封装{E(对称密钥)+E(共享密钥)+数字签名}形成数字签名
发送至客户端

接收：

客户端接收数字信封
用客户端私钥经sm2算法解密E(对称密钥）得到随机对称密钥
用随机对称密钥经sm4算法解密E(共享密钥)得到共享密钥
用发送方公钥解密数字签名得到信息摘要
共享密钥经sm3生成信息摘要
生成的信息摘要和接受的进行对比相同，则保存共享密钥

工程目录如下：

----客户端

|______userlist.txt

|______client.py

----服务器

|______keylist.txt

|______studentlist.txt

|______server.py

客户端目录下需要有userlist.txt

服务器目录下需要有keylist.txt 和 studentlist.txt

需要国密库，下载命令行：pip install gmssl

server.py

# 导入socket库 和 国密库
from socket import *
from random import SystemRandom
import base64
import binascii
from gmssl import sm2, func
from gmssl import sm3
from gmssl.sm4 import CryptSM4, SM4_ENCRYPT, SM4_DECRYPT
import os.path
import os
import jsonfilename = 'keylist.txt'
studentfile = 'studentlist.txt'
server_priKey = b'feb8f2803dd43e1754d22f7e761a8bb47da5197220aafdc534c05565d0e7adbe'
server_pubKey = b'd053f19eb5b2fcd94714f8c4f6d4c64c5dc3b2fd4c061896ffb512261f2a6c53b64e67dcc6e66a55db78200900e77563568d0d9990496f5ecd81eba3582f85be'def show():name_encode = dataSocket.recv(BUFLEN)name = name_encode.decode()gethubkey = []with open(filename, 'r', encoding='utf-8') as rfile:date = rfile.readlines()for item in date:d = dict(eval(item))if name != '':if d['用户名'] == name:gethubkey.append(d)for getkey in gethubkey:hubkey = getkey.get('会话共享密钥')student_lst = []if os.path.exists(studentfile):with open(studentfile, 'r', encoding='utf-8') as rfile:students = rfile.readlines()for item in students:student_lst.append(eval(item))# 初始化sm4crypt_sm4 = CryptSM4()crypt_sm4.set_key(hubkey.encode(), SM4_ENCRYPT)encrypt_tosend = crypt_sm4.crypt_ecb(str(student_lst).encode())print('加密后学生信息:', encrypt_tosend)dataSocket.send(encrypt_tosend)def insert():name_encode = dataSocket.recv(BUFLEN)name = name_encode.decode()gethubkey = []with open(filename, 'r', encoding='utf-8') as rfile:date = rfile.readlines()for item in date:d = dict(eval(item))if name != '':if d['用户名'] == name:gethubkey.append(d)for getkey in gethubkey:hubkey = getkey.get('会话共享密钥')student_list = []recved = dataSocket.recv(BUFLEN)print('收到加密后学生信息',recved)# 初始化crypt_sm4 = CryptSM4()crypt_sm4.set_key(hubkey.encode(), SM4_DECRYPT)decrypt_date = crypt_sm4.crypt_ecb(recved)recv_json = decrypt_date.decode('utf-8')student = json.loads(recv_json)print('解密得到学生信息:',student)student_list.append(student)savedate(student_list)send = '信息录入完毕'dataSocket.send(send.encode())def savedate(lst):  # 保存用户信息try:student_txt = open(studentfile, 'a', encoding='utf-8')except:student_txt = open(studentfile, 'w', encoding='utf-8')for item in lst:student_txt.write(str(item) + '\n')  # 将内容写入文件中def community():name_encode  = dataSocket.recv(BUFLEN)name = name_encode.decode()gethubkey = []while True:# 尝试读取对方发送的消息# BUFLEN 指定从接收缓冲里最多读取多少字节recved = dataSocket.recv(BUFLEN)# 如果返回空bytes，表示对方关闭了连接# 退出循环，结束消息收发if not recved:breakwith open(filename, 'r', encoding='utf-8') as rfile:date = rfile.readlines()for item in date:d = dict(eval(item))if name != '':if d['用户名'] == name:gethubkey.append(d)for getkey in gethubkey:hubkey = getkey.get('会话共享密钥')# 初始化sm4crypt_sm4 = CryptSM4()crypt_sm4.set_key(hubkey.encode(), SM4_DECRYPT)decrypt_date = crypt_sm4.crypt_ecb(recved)info = decrypt_date.decode()print(f'收到对方信息密文： {recved}')print(f'解密后明文为： {info}')# 从终端读入用户输入的字符串toSend = input('>>> ')# 加密后发送crypt_sm4.set_key(hubkey.encode(), SM4_ENCRYPT)encrypt_date = crypt_sm4.crypt_ecb(toSend.encode())dataSocket.send(encrypt_date)# 登记
def register():Key = PrivateKey()hubkey = Key.toString()print('收到用户信息')recved = dataSocket.recv(BUFLEN)# 将二进制数据流转换成字符串dec_date_json = recved.decode('utf-8')# 将json格式字符串转换成字典dec_date = json.loads(dec_date_json)print(dec_date)print('生成共享密钥', hubkey)list = {'用户名':dec_date.get('用户名') , '用户公钥':dec_date.get('用户公钥') ,'会话共享密钥':hubkey}user_list = []# 将学生信息添加到列表中user_list.append(list)# 调用save（）函数save(user_list)# 回复客户端send='登记完成'dataSocket.send(send.encode())print('用户登记完毕！！！')recved = dataSocket.recv(BUFLEN)dec_recved = recved.decode()if dec_recved == 'get_hubkey':print('收到共享密钥获取请求')# 初始化sm2算法，公钥加密为对方公钥，私钥签名为己方私钥usr_public_key = dec_date.get('用户公钥')sm2_crypt = sm2.CryptSM2(public_key=usr_public_key, private_key=server_priKey.decode())# 共享密钥输入sm3，生成信息摘要data = hubkey.encode()  # bytes类型summary = sm3.sm3_hash(func.bytes_to_list(data))# sm2为摘要签名，生成数字签名sign = sm2_crypt.sign(summary.encode(), server_priKey)# 生成随机对称密钥random_key = func.random_hex(sm2_crypt.para_len)# sm2加密随机密钥enc_random_key = sm2_crypt.encrypt(random_key.encode())# sm4加密共享密钥key = random_key.encode()crypt_sm4 = CryptSM4()crypt_sm4.set_key(key, SM4_ENCRYPT)encrypt_hubkey = crypt_sm4.crypt_ecb(data)# 生成数字信封，写入字典digital = {'E(随机密钥)': base64.b64encode(enc_random_key).decode(), 'E(共享密钥)': base64.b64encode(encrypt_hubkey).decode(), '数字签名':sign}print('以生成数字信封')print(digital)# 将字典转换成json格式的字符串digital_json = json.dumps(digital)# 将字符串转换成二进制数据流send_digital = digital_json.encode('utf-8')# 发送至客户端dataSocket.send(send_digital)print('发送完毕')def save(lst):  # 保存用户信息try:user_txt = open(filename, 'a', encoding='utf-8')except:user_txt = open(filename, 'w', encoding='utf-8')for item in lst:user_txt.write(str(item) + '\n')  # 将内容写入文件中# 生成密钥对模块
class CurveFp:def __init__(self, A, B, P, N, Gx, Gy, name):self.A = Aself.B = Bself.P = Pself.N = Nself.Gx = Gxself.Gy = Gyself.name = namesm2p256v1 = CurveFp(name="sm2p256v1",A=0xFFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF00000000FFFFFFFFFFFFFFFC,B=0x28E9FA9E9D9F5E344D5A9E4BCF6509A7F39789F515AB8F92DDBCBD414D940E93,P=0xFFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF00000000FFFFFFFFFFFFFFFF,N=0xFFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF7203DF6B21C6052B53BBF40939D54123,Gx=0x32C4AE2C1F1981195F9904466A39C9948FE30BBFF2660BE1715A4589334C74C7,Gy=0xBC3736A2F4F6779C59BDCEE36B692153D0A9877CC62A474002DF32E52139F0A0
)def multiply(a, n, N, A, P):return fromJacobian(jacobianMultiply(toJacobian(a), n, N, A, P), P)def add(a, b, A, P):return fromJacobian(jacobianAdd(toJacobian(a), toJacobian(b), A, P), P)def inv(a, n):if a == 0:return 0lm, hm = 1, 0low, high = a % n, nwhile low > 1:r = high // lownm, new = hm - lm * r, high - low * rlm, low, hm, high = nm, new, lm, lowreturn lm % ndef toJacobian(Xp_Yp):Xp, Yp = Xp_Ypreturn (Xp, Yp, 1)def fromJacobian(Xp_Yp_Zp, P):Xp, Yp, Zp = Xp_Yp_Zpz = inv(Zp, P)return ((Xp * z ** 2) % P, (Yp * z ** 3) % P)def jacobianDouble(Xp_Yp_Zp, A, P):Xp, Yp, Zp = Xp_Yp_Zpif not Yp:return (0, 0, 0)ysq = (Yp ** 2) % PS = (4 * Xp * ysq) % PM = (3 * Xp ** 2 + A * Zp ** 4) % Pnx = (M ** 2 - 2 * S) % Pny = (M * (S - nx) - 8 * ysq ** 2) % Pnz = (2 * Yp * Zp) % Preturn (nx, ny, nz)def jacobianAdd(Xp_Yp_Zp, Xq_Yq_Zq, A, P):Xp, Yp, Zp = Xp_Yp_ZpXq, Yq, Zq = Xq_Yq_Zqif not Yp:return (Xq, Yq, Zq)if not Yq:return (Xp, Yp, Zp)U1 = (Xp * Zq ** 2) % PU2 = (Xq * Zp ** 2) % PS1 = (Yp * Zq ** 3) % PS2 = (Yq * Zp ** 3) % Pif U1 == U2:if S1 != S2:return (0, 0, 1)return jacobianDouble((Xp, Yp, Zp), A, P)H = U2 - U1R = S2 - S1H2 = (H * H) % PH3 = (H * H2) % PU1H2 = (U1 * H2) % Pnx = (R ** 2 - H3 - 2 * U1H2) % Pny = (R * (U1H2 - nx) - S1 * H3) % Pnz = (H * Zp * Zq) % Preturn (nx, ny, nz)def jacobianMultiply(Xp_Yp_Zp, n, N, A, P):Xp, Yp, Zp = Xp_Yp_Zpif Yp == 0 or n == 0:return (0, 0, 1)if n == 1:return (Xp, Yp, Zp)if n < 0 or n >= N:return jacobianMultiply((Xp, Yp, Zp), n % N, N, A, P)if (n % 2) == 0:return jacobianDouble(jacobianMultiply((Xp, Yp, Zp), n // 2, N, A, P), A, P)if (n % 2) == 1:return jacobianAdd(jacobianDouble(jacobianMultiply((Xp, Yp, Zp), n // 2, N, A, P), A, P), (Xp, Yp, Zp), A, P)class PrivateKey:def __init__(self, curve=sm2p256v1, secret=None):self.curve = curveself.secret = secret or SystemRandom().randrange(1, curve.N)def publicKey(self):curve = self.curvexPublicKey, yPublicKey = multiply((curve.Gx, curve.Gy), self.secret, A=curve.A, P=curve.P, N=curve.N)return PublicKey(xPublicKey, yPublicKey, curve)def toString(self):return "{}".format(str(hex(self.secret))[2:].zfill(64))class PublicKey:def __init__(self, x, y, curve):self.x = xself.y = yself.curve = curvedef toString(self, compressed=True):return {True: str(hex(self.x))[2:],False: "{}{}".format(str(hex(self.x))[2:].zfill(64), str(hex(self.y))[2:].zfill(64))}.get(compressed)def create_key_pair():priKey = PrivateKey()pubKey = priKey.publicKey()return priKey.toString(), pubKey.toString(compressed=False)# 主机地址为空字符串，表示绑定本机所有网络接口ip地址
# 等待客户端来连接
IP = '127.0.0.1'
# 端口号
PORT = 4000
# 定义一次从socket缓冲区最多读入512个字节数据
BUFLEN = 2048# 实例化一个socket对象
# 参数 AF_INET 表示该socket网络层使用IP协议
# 参数 SOCK_STREAM 表示该socket传输层使用TCP协议
listenSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)# socket绑定地址和端口
listenSocket.bind((IP, PORT))# 使socket处于监听状态，等待客户端的连接请求
# 参数 5 表示 最多接受多少个等待连接的客户端
listenSocket.listen(5)
print(f'服务端启动成功，在{PORT}端口等待客户端连接...')dataSocket, addr = listenSocket.accept()
print('接受一个客户端连接:', addr)while True:# 尝试读取对方发送的消息# BUFLEN 指定从接收缓冲里最多读取多少字节recved = dataSocket.recv(BUFLEN)# 如果返回空bytes，表示对方关闭了连接# 退出循环，结束消息收发if not recved:break# 读取的字节数据是bytes类型，需要解码为字符串info = recved.decode()if info == 'user_reg':print('收到用户登记请求')print('准备登记')# 回复客户端send = '登记中'dataSocket.send(send.encode())# 登记用户register()continueif info == 'community':community()if info == 'insert':insert()if info == 'show':show()dataSocket.close()
listenSocket.close()

client.py

# 导入socket库 和 国密库
from socket import *
from random import SystemRandom
import base64
import binascii
from gmssl import sm2, func
from gmssl import sm3
from gmssl.sm4 import CryptSM4, SM4_ENCRYPT, SM4_DECRYPT
import os.path
import os
import json
# 生成密钥对模块
class CurveFp:def __init__(self, A, B, P, N, Gx, Gy, name):self.A = Aself.B = Bself.P = Pself.N = Nself.Gx = Gxself.Gy = Gyself.name = namesm2p256v1 = CurveFp(name="sm2p256v1",A=0xFFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF00000000FFFFFFFFFFFFFFFC,B=0x28E9FA9E9D9F5E344D5A9E4BCF6509A7F39789F515AB8F92DDBCBD414D940E93,P=0xFFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF00000000FFFFFFFFFFFFFFFF,N=0xFFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF7203DF6B21C6052B53BBF40939D54123,Gx=0x32C4AE2C1F1981195F9904466A39C9948FE30BBFF2660BE1715A4589334C74C7,Gy=0xBC3736A2F4F6779C59BDCEE36B692153D0A9877CC62A474002DF32E52139F0A0
)def multiply(a, n, N, A, P):return fromJacobian(jacobianMultiply(toJacobian(a), n, N, A, P), P)def add(a, b, A, P):return fromJacobian(jacobianAdd(toJacobian(a), toJacobian(b), A, P), P)def inv(a, n):if a == 0:return 0lm, hm = 1, 0low, high = a % n, nwhile low > 1:r = high // lownm, new = hm - lm * r, high - low * rlm, low, hm, high = nm, new, lm, lowreturn lm % ndef toJacobian(Xp_Yp):Xp, Yp = Xp_Ypreturn (Xp, Yp, 1)def fromJacobian(Xp_Yp_Zp, P):Xp, Yp, Zp = Xp_Yp_Zpz = inv(Zp, P)return ((Xp * z ** 2) % P, (Yp * z ** 3) % P)def jacobianDouble(Xp_Yp_Zp, A, P):Xp, Yp, Zp = Xp_Yp_Zpif not Yp:return (0, 0, 0)ysq = (Yp ** 2) % PS = (4 * Xp * ysq) % PM = (3 * Xp ** 2 + A * Zp ** 4) % Pnx = (M ** 2 - 2 * S) % Pny = (M * (S - nx) - 8 * ysq ** 2) % Pnz = (2 * Yp * Zp) % Preturn (nx, ny, nz)def jacobianAdd(Xp_Yp_Zp, Xq_Yq_Zq, A, P):Xp, Yp, Zp = Xp_Yp_ZpXq, Yq, Zq = Xq_Yq_Zqif not Yp:return (Xq, Yq, Zq)if not Yq:return (Xp, Yp, Zp)U1 = (Xp * Zq ** 2) % PU2 = (Xq * Zp ** 2) % PS1 = (Yp * Zq ** 3) % PS2 = (Yq * Zp ** 3) % Pif U1 == U2:if S1 != S2:return (0, 0, 1)return jacobianDouble((Xp, Yp, Zp), A, P)H = U2 - U1R = S2 - S1H2 = (H * H) % PH3 = (H * H2) % PU1H2 = (U1 * H2) % Pnx = (R ** 2 - H3 - 2 * U1H2) % Pny = (R * (U1H2 - nx) - S1 * H3) % Pnz = (H * Zp * Zq) % Preturn (nx, ny, nz)def jacobianMultiply(Xp_Yp_Zp, n, N, A, P):Xp, Yp, Zp = Xp_Yp_Zpif Yp == 0 or n == 0:return (0, 0, 1)if n == 1:return (Xp, Yp, Zp)if n < 0 or n >= N:return jacobianMultiply((Xp, Yp, Zp), n % N, N, A, P)if (n % 2) == 0:return jacobianDouble(jacobianMultiply((Xp, Yp, Zp), n // 2, N, A, P), A, P)if (n % 2) == 1:return jacobianAdd(jacobianDouble(jacobianMultiply((Xp, Yp, Zp), n // 2, N, A, P), A, P), (Xp, Yp, Zp), A, P)class PrivateKey:def __init__(self, curve=sm2p256v1, secret=None):self.curve = curveself.secret = secret or SystemRandom().randrange(1, curve.N)def publicKey(self):curve = self.curvexPublicKey, yPublicKey = multiply((curve.Gx, curve.Gy), self.secret, A=curve.A, P=curve.P, N=curve.N)return PublicKey(xPublicKey, yPublicKey, curve)def toString(self):return "{}".format(str(hex(self.secret))[2:].zfill(64))class PublicKey:def __init__(self, x, y, curve):self.x = xself.y = yself.curve = curvedef toString(self, compressed=True):return {True: str(hex(self.x))[2:],False: "{}{}".format(str(hex(self.x))[2:].zfill(64), str(hex(self.y))[2:].zfill(64))}.get(compressed)def create_key_pair():priKey = PrivateKey()pubKey = priKey.publicKey()return priKey.toString(), pubKey.toString(compressed=False)# 用户界面def loginmenm(): #登录print('==========================加密通信系统==========================')print('---------------------------登录界面----------------------------')print('\t\t\t   1.登录')print('\t\t\t   2.注册')print('\t\t\t   0.退出系统')print('-------------------------------------------------------------------')def menm():  # 菜单print('==========================加密通信系统==========================')print('---------------------------功能选项----------------------------')print('\t\t\t   1.与服务器通信')print('\t\t\t   2.录入学生信息')print('\t\t\t   3.查看学生信息')print('\t\t\t   0.退出登录')print('-------------------------------------------------------------------')# 文件名
filename = 'userlist.txt'# 服务器公钥
server_pubKey = b'd053f19eb5b2fcd94714f8c4f6d4c64c5dc3b2fd4c061896ffb512261f2a6c53b64e67dcc6e66a55db78200900e77563568d0d9990496f5ecd81eba3582f85be'IP = '127.0.0.1'
SERVER_PORT = 4000
BUFLEN = 2048# 实例化一个socket对象，指明协议
dataSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)# 连接服务端socket
dataSocket.connect((IP, SERVER_PORT))def main():  # 主程序while True:global numnum = '0'loginmenm()choice = int(input('请选择>>>'))if choice in [0, 1, 2]:if choice == 0:answer = input('您确定要退出系统吗？y/n>>>')if answer == 'y' or answer == 'Y':print('谢谢您的使用！！!')break  # 退出系统else:continueelif choice == 2:register()elif choice == 1:login()while num != '0':menm()choice = int(input('请选择>>>'))if choice in [0, 1, 2, 3]:if choice == 0:answer = input('您确定要退出登录吗？y/n>>>')if answer == 'y' or answer == 'Y':print('谢谢您的使用！！!')break  # 退出系统else:continueelif choice == 1:community(num) # 与服务器通信elif choice == 2:insert(num)elif choice == 3:show(num)
def insert(num):  # 插入信息send = 'insert'dataSocket.send(send.encode())sendname = numdataSocket.send(sendname.encode())name = numgethubkey = []with open(filename, 'r', encoding='utf-8') as rfile:date = rfile.readlines()for item in date:d = dict(eval(item))if name != '':if d['用户名'] == num:gethubkey.append(d)for getkey in gethubkey:hubkey = getkey.get('会话共享密钥')while True:  # 循环输入id = input('请输入ID(如1001)：')if not id:  # 防止手滑breakname = input('请输入姓名：')if not name:breaktry:english = int(input('请输入英语成绩：'))python = int(input('请输入python成绩：'))java = int(input('请输入Java成绩：'))except:print('输入无效，不是整数类型，请重新输入')continue# 将录入的学生信息保存到字典当中student = {'id': id, 'name': name, 'english': english, 'python': python, 'java': java}answer = input('是否继续添加？y/n\n')if answer == 'y':continueelse:break# 将字典转换成json格式的字符串student_json = json.dumps(student)# 将字符串转换成二进制数据流send_data = student_json.encode('utf-8')# 初始化sm4crypt_sm4 = CryptSM4()crypt_sm4.set_key(hubkey.encode(), SM4_ENCRYPT)encrypt_tosend = crypt_sm4.crypt_ecb(send_data)print('发送加密后学生信息:', encrypt_tosend)# 发送数据dataSocket.send(encrypt_tosend)recved = dataSocket.recv(BUFLEN)print('收到浏览器回复：', recved.decode())def show(num):send = 'show'dataSocket.send(send.encode())sendname = numdataSocket.send(sendname.encode())name = numgethubkey = []with open(filename, 'r', encoding='utf-8') as rfile:date = rfile.readlines()for item in date:d = dict(eval(item))if name != '':if d['用户名'] == num:gethubkey.append(d)for getkey in gethubkey:hubkey = getkey.get('会话共享密钥')student_recv = dataSocket.recv(BUFLEN)print('收到加密学生信息:', student_recv)print('解密结果为')# 初始化crypt_sm4 = CryptSM4()crypt_sm4.set_key(hubkey.encode(), SM4_DECRYPT)decrypt_date = crypt_sm4.crypt_ecb(student_recv)students = decrypt_date.decode()if students:show_student(eval(students))def show_student(lst):if len(lst) == 0:print('没有查询到学生信息，无数据显示！！！')return# 定义标题显示格式format_title = '{:^6}\t{:^12}\t{:^8}\t{:^10}\t{:^10}\t{:^8}'print(format_title.format('ID', '姓名', '英语成绩', 'python成绩', 'java成绩', '总成绩'))# 定义内容的显示格式format_data = '{:^6}\t{:^12}\t{:^8}\t{:^10}\t{:^10}\t{:^8}'for item in lst:print(format_data.format(item.get('id'),item.get('name'),item.get('english'),item.get('python'),item.get('java'),int(item.get('english')) + int(item.get('python')) + int(item.get('java'))))def community(num):send = 'community'dataSocket.send(send.encode())sendname = numdataSocket.send(sendname.encode())name = numgethubkey = []while True:# 从终端读入用户输入的字符串toSend = input('>>> ')if toSend == 'exit':break# 获取共享密钥with open(filename, 'r', encoding='utf-8') as rfile:date = rfile.readlines()for item in date:d = dict(eval(item))if name != '':if d['用户名'] == num:gethubkey.append(d)for getkey in gethubkey:hubkey = getkey.get('会话共享密钥')# 初始化sm4crypt_sm4 = CryptSM4()crypt_sm4.set_key(hubkey.encode(), SM4_ENCRYPT)encrypt_tosend = crypt_sm4.crypt_ecb(toSend.encode())dataSocket.send(encrypt_tosend)# 等待接收服务端的消息recved = dataSocket.recv(BUFLEN)# 如果返回空bytes，表示对方关闭了连接if not recved:break# 打印读取的信息crypt_sm4.set_key(hubkey.encode(), SM4_DECRYPT)decrypt_date = crypt_sm4.crypt_ecb(recved)info = decrypt_date.decode()print(f'收到对方信息密文： {recved}')print(f'解密后明文为： {info}')def login(): # 登录password_query = []global numwhile True:if os.path.exists(filename):  # 如果可以打开文件name = input('请输入用户名：')psd = input('请输入密码：')gethubkey = []with open(filename, 'r', encoding='utf-8') as rfile:date = rfile.readlines()for item in date:d = dict(eval(item))if name != '':if d['用户名'] == name:gethubkey.append(d)for getkey in gethubkey:hubkey = getkey.get('会话共享密钥')with open(filename, 'r', encoding='utf-8') as rfile:date = rfile.readlines()for item in date:d = dict(eval(item))if name != '':if d['用户名'] == name:password_query.append(d)for getpassword in password_query:getpd = getpassword.get('密码')crypt_sm4 = CryptSM4()crypt_sm4.set_key(hubkey.encode(), SM4_DECRYPT)decrypt_value = crypt_sm4.crypt_ecb(getpd)if psd == decrypt_value.decode():print('密码正确')num = namereturn numelse:print('输入错误')num = '0'return numdef register(): # 注册user_list = []# 为新用户生成密钥对priKey = PrivateKey()pubKey = priKey.publicKey()while True:  # 循环输入username = input('请输入用户名：')if not username:  # 防止手滑breakpassword = input('请输入密码：')if not password:  # 防止手滑break# 发送用户信息至服务器登记print('发送用户登记请求')send_register = 'user_reg'dataSocket.send(send_register.encode())recved = dataSocket.recv(BUFLEN)print('收到服务器回复:',recved.decode())  #登记中# 发送用户信息print('发送用户信息')# 写入字典send_list=  {'用户名': username,'用户公钥':pubKey.toString(compressed=False)}# 将字典转换成json格式的字符串send_list_json= json.dumps(send_list)# 将字符串转换成二进制数据流enc_send_list= send_list_json.encode('utf-8')# 发送用户数据流dataSocket.send(enc_send_list)recved = dataSocket.recv(BUFLEN)print('收到服务器回复:',recved.decode()) #登记完成# 发送共享密钥请求print('发送共享密钥获取请求')toSend = 'get_hubkey'enc_toSend = toSend.encode()dataSocket.send(enc_toSend)# 获取服务器回复recved = dataSocket.recv(BUFLEN)# 将二进制数据流转换成字符串dec_date_json = recved.decode('utf-8')# 将json格式字符串转换成字典digital = json.loads(dec_date_json)print('收到服务器回复:', digital)# 初始化sm2算法，己方私钥解密，对方公钥验签sm2_crypt = sm2.CryptSM2(public_key=server_pubKey.decode(), private_key=priKey.toString())# 获得随机密钥enc_random_key = digital.get('E(随机密钥)')dec_random_key = sm2_crypt.decrypt(base64.b64decode(enc_random_key.encode()))  # byte# 获得共享密钥encrypt_hubkey = digital.get('E(共享密钥)')key = dec_random_keycrypt_sm4 = CryptSM4()crypt_sm4.set_key(key, SM4_DECRYPT)decrypt_hubkey = crypt_sm4.crypt_ecb(base64.b64decode(encrypt_hubkey.encode())) # byte# 生成共享密钥的信息摘要summary = sm3.sm3_hash(func.bytes_to_list(decrypt_hubkey))# 验证签名sign = digital.get('数字签名')result = sm2_crypt.verify(sign, summary.encode())if result:print('验证成功，收到共享密钥为：',decrypt_hubkey.decode())else:print('验证失败')# 用共享密钥加密密码crypt_sm4 = CryptSM4()crypt_sm4.set_key(decrypt_hubkey, SM4_ENCRYPT)encrypt_password = crypt_sm4.crypt_ecb(password.encode())# 将录入的学生信息保存到字典当中list = {'用户名': username, '密码': encrypt_password,'用户公钥':pubKey.toString(compressed=False) , '用户私钥':priKey.toString() , '会话共享密钥':decrypt_hubkey.decode()}# 将学生信息添加到列表中user_list.append(list)answer = input('是否继续添加？y/n\n')if answer == 'y':continueelse:break# 调用save（）函数save(user_list)print('用户注册完毕！！！''')def save(lst):  # 保存信息try:user_txt = open(filename, 'a', encoding='utf-8')except:user_txt = open(filename, 'w', encoding='utf-8')for item in lst:user_txt.write(str(item) + '\n')  # 将内容写入文件中if __name__ == '__main__':main()dataSocket.close()

主要功能的流程图

用户注册流程图：

用户选择注册功能，输入用户名和密码
为新用户生成密钥对，并向服务器发送登记请求
服务器接收登记请求，调用登记函数，并回复客户端
客户端接收回复，并将用户名和公钥，发送至服务器
服务器接收用户信息，并生成共享密钥
将用户信息和共享密钥写入密钥列表文件，回复客户端登记完成
客户端收到回复，并发送获取共享密钥请求
服务器接收请求，走密钥分发的发送流程
客户端走密钥分发的接收流程，获取共享密钥
客户端将用户所有信息和共享密钥写入用户列表文件

登录和查看信息流程图：

（1）客户端用户登录，输入用户名和密码，读取用户列表文件，获取加密的密码，解密对比验证密码

（2）登录成功，选择学生信息查看功能，向服务器发送查看请求

（3）服务器接收请求运行查看函数

（4）读取学生信息文件，并用共享密钥加密，发送至客户端

（5）客户端用共享密钥解密信息，并打印

登录和加密交流流程图：

客户端用户登录，输入用户名和密码，读取用户列表文件，获取加密的密码，解密对比验证密码
登录成功，选择加密交流功能，向服务器发送交流请求
服务器接收交流请求运行交流函数
客户端输入信息，并用共享密钥加密，发送至服务器
服务器根据用户名，读取密钥列表文件，获取共享密钥，解密得到信息
服务器用对应的共享密钥加密信息进行回复
循环交流
客户端输入exit可退出交流功能

登录和录入信息流程图：

（1）客户端用户登录，输入用户名和密码，读取用户列表文件，获取加密的密码，解密对比验证密码

（2）登录成功，选择学生信息录入功能，向服务器发送录入请求

（3）服务器接收录入请求，运行录入函数

（4）客户端输入学生信息，用共享密钥加密发送至服务器

（5）服务器接收加密信息，用共享密钥进行解密，将得到的学生信息写入，学生信息文件，并回复客户端录入完成

（5）客户端接收回复，提示用户是否继续录入

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