c++实现编程实现RSA密码系统: 1. 随机生成两个大素数p和q, n=p*q. 查找相关资料编写生成大素数的算法。 2. 生成公钥对{n,e}和私钥对{n, d} 3. 对明文(消息):mw=“信息安全专业+自己名字+学号”进行数字化,如明文:“信息安全专业+张三+22415010141” 4. 对消息mw加密和解密。
时间: 2024-03-30 15:33:54 浏览: 163
好的,以下是一个简单的C++实现:
```c++
#include <iostream>
#include <gmpxx.h> //需要安装GMP库
using namespace std;
//生成随机大素数
void generatePrime(mpz_t &p, mpz_t &q, int bits) {
gmp_randstate_t state;
gmp_randinit_mt(state);
mpz_init(p);
mpz_init(q);
mpz_urandomb(p, state, bits);
mpz_urandomb(q, state, bits);
mpz_nextprime(p, p);
mpz_nextprime(q, q);
gmp_randclear(state);
}
//求模逆元
void modInverse(mpz_t &d, const mpz_t &e, const mpz_t &phi) {
mpz_invert(d, e, phi);
}
//生成公钥和私钥
void generateKeyPair(mpz_t &n, mpz_t &e, mpz_t &d, const mpz_t &p, const mpz_t &q) {
//计算n=p*q
mpz_mul(n, p, q);
//计算phi(n)=(p-1)*(q-1)
mpz_t phi;
mpz_init(phi);
mpz_sub_ui(p, p, 1);
mpz_sub_ui(q, q, 1);
mpz_mul(phi, p, q);
mpz_add_ui(p, p, 1);
mpz_add_ui(q, q, 1);
//选择e,1<e<phi(n),且e与phi(n)互质
mpz_init_set_ui(e, 65537);
while (mpz_cmp(e, phi) >= 0 || mpz_gcd(e, e, phi) != 1) {
mpz_nextprime(e, e);
}
//计算d,使得d*e ≡ 1 (mod phi(n))
modInverse(d, e, phi);
mpz_clear(phi);
}
//将明文转化为数字
void encode(const string &msg, mpz_t &m) {
mpz_init(m);
for (int i = 0; i < msg.length(); i++) {
mpz_mul_ui(m, m, 256);
mpz_add_ui(m, m, msg[i]);
}
}
//将数字转化为明文
string decode(const mpz_t &m) {
string msg;
mpz_t temp;
mpz_init_set(temp, m);
while (mpz_cmp_ui(temp, 0) > 0) {
char c = mpz_fdiv_q_ui(temp, temp, 256);
msg = c + msg;
}
mpz_clear(temp);
return msg;
}
//加密
void encrypt(mpz_t &c, const mpz_t &m, const mpz_t &e, const mpz_t &n) {
mpz_powm(c, m, e, n);
}
//解密
void decrypt(mpz_t &m, const mpz_t &c, const mpz_t &d, const mpz_t &n) {
mpz_powm(m, c, d, n);
}
int main() {
//生成随机大素数p和q
mpz_t p, q, n;
mpz_init(p);
mpz_init(q);
mpz_init(n);
generatePrime(p, q, 1024);
//生成公钥和私钥
mpz_t e, d;
mpz_init(e);
mpz_init(d);
generateKeyPair(n, e, d, p, q);
//明文
string msg = "信息安全专业+张三+22415010141";
//将明文编码为数字
mpz_t m;
mpz_init(m);
encode(msg, m);
//加密
mpz_t c;
mpz_init(c);
encrypt(c, m, e, n);
//解密
mpz_t m2;
mpz_init(m2);
decrypt(m2, c, d, n);
//将数字解码为明文
string msg2 = decode(m2);
//输出结果
cout << "明文:" << msg << endl;
cout << "密文:" << c << endl;
cout << "解密后的明文:" << msg2 << endl;
//清除变量
mpz_clear(p);
mpz_clear(q);
mpz_clear(n);
mpz_clear(e);
mpz_clear(d);
mpz_clear(m);
mpz_clear(c);
mpz_clear(m2);
return 0;
}
```
需要注意的是,这里使用的是经典RSA加密算法,存在一些安全问题,例如选择的e值过小,容易被攻击者利用低指数攻击等方式破解加密。在实际应用中,需要选择更加安全的RSA变种,例如使用更大的密钥长度、选择更加安全的e值等。
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