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使用Python操作PEM文件

PEM（Privacy Enhanced Mail）是一种常见的用于存储加密证书、私钥和公钥的文件格式。在网络安全领域，PEM文件广泛应用于HTTPS的证书管理、SSH密钥的存储和TLS/SSL的配置中。本文将介绍如何使用Python处理PEM文件，包括读取、解析和生成PEM文件。

PEM文件格式

PEM文件采用Base64编码，并以-----BEGIN <type>-----和-----END <type>-----包围的文本块表示。<type>表示该PEM文件的类型，例如，CERTIFICATE表示证书文件，PRIVATE KEY表示私钥文件。以下是一个PEM证书文件的示例：

-----BEGIN CERTIFICATE-----
MIIDEDCCAfigAwIBAgIURb5iH2v9lHtJr3yl0eVUv2LHdA4wDQYJKoZIhvcNAQEL
...
WrxY2xS+YKuQMBcAcw==
-----END CERTIFICATE-----

读取PEM文件

在Python中，可以使用cryptography库来读取和处理PEM文件。首先，我们需要安装cryptography库：

pip install cryptography

下面是读取PEM文件的示例代码：

from cryptography.hazmat.backends import default_backend
from cryptography.x509 import load_pem_x509_certificate
from cryptography.hazmat.primitives import serialization

# 读取PEM证书文件
with open('certificate.pem', 'rb') as f:
    pem_data = f.read()

# 解析PEM证书
cert = load_pem_x509_certificate(pem_data, default_backend())

# 打印证书信息
print(f'Subject: {cert.subject}')
print(f'Issuer: {cert.issuer}')
print(f'Version: {cert.version}')
print(f'Serial Number: {cert.serial_number}')
print(f'Validity: {cert.not_valid_before} - {cert.not_valid_after}')

以上代码使用load_pem_x509_certificate函数从PEM文件中加载证书，并使用default_backend指定默认的加密算法。然后，可以通过证书对象的属性来获取证书的各种信息，如主题（subject）、颁发者（issuer）、版本（version）、序列号（serial number）和有效期（validity）。

生成PEM文件

除了读取PEM文件，我们还可以使用Python生成PEM文件。以下是一个示例代码，用于生成一个包含私钥的PEM文件：

from cryptography.hazmat.backends import default_backend
from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import rsa
from cryptography.hazmat.primitives import serialization

# 生成RSA私钥
private_key = rsa.generate_private_key(
    public_exponent=65537,
    key_size=2048,
    backend=default_backend()
)

# 序列化私钥为PEM格式
pem_data = private_key.private_bytes(
    encoding=serialization.Encoding.PEM,
    format=serialization.PrivateFormat.PKCS8,
    encryption_algorithm=serialization.NoEncryption()
)

# 将PEM数据写入文件
with open('private_key.pem', 'wb') as f:
    f.write(pem_data)

以上代码使用rsa.generate_private_key函数生成一个2048位的RSA私钥。然后，使用private_key.private_bytes方法将私钥序列化为PEM格式的数据。最后，将PEM数据写入文件即可。