O processo é bem simples, porém é necessário antes configurar algumas coisas no Google Cloud e gerar as credenciais necessárias, para este processo pode seguir este tutorial. Lembre-se também de criar uma variável de ambiente com o nome GOOGLE_APPLICATION_CREDENTIALS apontando para o caminho do json, no Linux basta fazer:

export GOOGLE_APPLICATION_CREDENTIALS=/caminho/para/arquivo.json

Depois disso é possível executar o código abaixo (é claro, o bucket e o  arquivo indicado deve existir):

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from datetime import timezone, datetime
from typing import BinaryIO
from google.cloud import storage


def upload_file(
    data: BinaryIO, 
    bucket: str, 
    file_path: str,
    link_lifetime: int = 3600
) -> str:
    """
    Função que realiza o upload do arquivo
    """

    storage_client = storage.Client()
    bucket = storage_client.bucket(bucket)

    blob = bucket.blob(file_path)
    blob.upload_from_file(data)  # Faz o upload do arquivo binário e cria um objeto associado ao arquivo

    lifetime = int(
        datetime.now(tz=timezone.utc).timestamp()
    ) + link_lifetime

    # Gera um link para o arquivo com tempo de expiração
    url = blob.generate_signed_url(lifetime)
    
    return

def main():
    bucket = 'meu-pequeno-bucket'  # Bucket name in GCS
    file_name = 'arquivo_legal.pdf'  # Filename

    with open(file_name, 'rb') as f:
        url = upload_file(
            data=f, 
            bucket=bucket, 
            file_path=file_name,
        )

    print(f'URL for file: {url}')


if __name__ == "__main__":
    main()