能否在Google Colab上使用OpenSSL实现各类常用密码学功能？

Google Colab完全可以实现与本地OpenSSL完全一致的使用效果，Colab底层基于Ubuntu Linux发行版，可直接调用系统原生OpenSSL工具，所有运算逻辑、输出格式和本地OpenSSL环境无任何差异。

Colab默认已预装OpenSSL，执行以下命令验证版本即可：

!openssl version

若环境异常无OpenSSL，执行以下命令安装：

!apt update && apt install -y openssl

注：Colab Notebook中执行Shell命令需在命令前加!前缀

所有操作输出的文件均默认存储在Colab临时存储空间，实例关闭后会自动清除，重要数据需及时导出。

2.1 生成RSA密钥对 #

• 生成2048位无加密RSA私钥（PEM格式）：

!openssl genrsa -out rsa_private_key.pem 2048

• 从私钥导出对应公钥：

!openssl rsa -in rsa_private_key.pem -pubout -out rsa_public_key.pem

• 若需生成带AES256加密保护的私钥，使用以下命令，执行时按提示输入密码即可：

!openssl genrsa -aes256 -out encrypted_rsa_private.pem 2048

2.2 公钥加密/私钥解密 #

适用于小体积内容加密，大体积内容建议搭配对称加密使用。

• 先创建测试明文文件：

!echo "测试明文内容：abc123!@#" > plaintext.txt

• 使用RSA公钥加密明文，输出密文文件：

!openssl rsautl -encrypt -pubin -inkey rsa_public_key.pem -in plaintext.txt -out ciphertext.bin

• 使用RSA私钥解密密文：

!openssl rsautl -decrypt -inkey rsa_private_key.pem -in ciphertext.bin -out decrypted.txt

• 验证解密结果：

!cat decrypted.txt

2.3 哈希运算 #

支持MD5、SHA1、SHA256、SHA512等所有OpenSSL支持的哈希算法，以下为SHA256示例：

• 对字符串做哈希计算：

!echo -n "待哈希的测试消息" | openssl dgst -sha256

• 对文件做哈希计算：

!openssl dgst -sha256 plaintext.txt

2.4 文件签名与验签（SHA256+RSA） #

• 使用RSA私钥对文件生成签名：

!openssl dgst -sha256 -sign rsa_private_key.pem -out signature.bin plaintext.txt

• 使用RSA公钥验证签名：

!openssl dgst -sha256 -verify rsa_public_key.pem -signature signature.bin plaintext.txt

验证通过会输出Verified OK，内容篡改或密钥不匹配会输出Verification Failure。

2.5 创建自签名证书及使用 #

• 一键生成证书签名请求（CSR）和对应私钥（无交互模式）：

!openssl req -newkey rsa:2048 -nodes -keyout cert_private.key -out cert_request.csr -subj "/C=CN/ST=Beijing/L=Beijing/O=TestOrganization/OU=TestUnit/CN=test.example.com"

• 生成有效期365天的自签名X509证书：

!openssl x509 -req -days 365 -in cert_request.csr -signkey cert_private.key -out self_signed.crt

• 查看证书完整信息：

!openssl x509 -in self_signed.crt -text -noout

• 使用证书公钥加密内容：

!openssl rsautl -encrypt -certin -inkey self_signed.crt -in plaintext.txt -out cert_cipher.bin

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Johan Rougé