C语言实现大数版本的RSA算法

时间: 2023-08-06 14:05:03 浏览: 116
以下是C语言实现大数版本的RSA算法的代码示例: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <time.h> #include <gmp.h> // 生成指定位数的大质数 void generate_prime(mpz_t prime, int bits) { gmp_randstate_t state; gmp_randinit_mt(state); while (1) { mpz_urandomb(prime, state, bits); if (mpz_probab_prime_p(prime, 25) > 0) { break; } } gmp_randclear(state); } // 计算最大公约数 void gcd(mpz_t result, mpz_t a, mpz_t b) { mpz_t temp; mpz_init(temp); while (mpz_cmp_ui(b, 0) != 0) { mpz_mod(temp, a, b); mpz_set(a, b); mpz_set(b, temp); } mpz_set(result, a); mpz_clear(temp); } // 计算模反元素 void mod_inverse(mpz_t result, mpz_t a, mpz_t m) { mpz_t x1, x2, y1, y2, q, r, temp; mpz_inits(x1, x2, y1, y2, q, r, temp, NULL); mpz_set_ui(x1, 0); mpz_set_ui(y2, 0); mpz_set_ui(x2, 1); mpz_set_ui(y1, 1); while (mpz_cmp_ui(m, 0) != 0) { mpz_fdiv_q(q, a, m); mpz_mod(r, a, m); mpz_set(a, m); mpz_set(m, r); mpz_set(temp, x2); mpz_mul(q, q, x2); mpz_sub(x2, x1, q); mpz_set(x1, temp); mpz_set(temp, y2); mpz_mul(q, q, y2); mpz_sub(y2, y1, q); mpz_set(y1, temp); } mpz_set(result, x1); mpz_clears(x1, x2, y1, y2, q, r, temp, NULL); } // 生成RSA密钥对 void generate_rsa_key(int bits, mpz_t n, mpz_t e, mpz_t d) { mpz_t p, q, phi, gcd_value; mpz_inits(p, q, phi, gcd_value, NULL); generate_prime(p, bits / 2); generate_prime(q, bits / 2); mpz_mul(n, p, q); mpz_sub_ui(p, p, 1); mpz_sub_ui(q, q, 1); mpz_mul(phi, p, q); do { gmp_randstate_t state; gmp_randinit_mt(state); mpz_urandomm(e, state, phi); gmp_randclear(state); gcd(gcd_value, e, phi); } while (mpz_cmp_ui(gcd_value, 1) != 0); mod_inverse(d, e, phi); mpz_clears(p, q, phi, gcd_value, NULL); } // 加密 void rsa_encrypt(mpz_t c, mpz_t m, mpz_t e, mpz_t n) { mpz_powm(c, m, e, n); } // 解密 void rsa_decrypt(mpz_t m, mpz_t c, mpz_t d, mpz_t n) { mpz_powm(m, c, d, n); } int main() { mpz_t n, e, d, m, c; mpz_inits(n, e, d, m, c, NULL); int bits = 1024; generate_rsa_key(bits, n, e, d); char plain_text[] = "Hello RSA!"; mpz_set_str(m, plain_text, 0); rsa_encrypt(c, m, e, n); gmp_printf("Cipher text: %Zd\n", c); rsa_decrypt(m, c, d, n); char buffer[1024]; mpz_get_str(buffer, 0, m); printf("Plain text: %s\n", buffer); mpz_clears(n, e, d, m, c, NULL); return 0; } ``` 以上代码中使用了GMP库来处理大数运算。其中,`generate_prime`函数用于生成指定位数的大质数,`gcd`函数用于计算最大公约数,`mod_inverse`函数用于计算模反元素,`generate_rsa_key`函数用于生成RSA密钥对,`rsa_encrypt`函数用于加密,`rsa_decrypt`函数用于解密。在`main`函数中,首先生成RSA密钥对,然后将明文转换成数字进行加密,再将密文转换成明文进行解密。

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