c++应用RSA对文件进行加密,并测试加密时间。
时间: 2024-03-05 16:49:31 浏览: 51
RSA加密算法c++实现
首先,RSA算法是一种公钥加密算法,它的加密和解密都是基于一对公钥和私钥完成的。在这里,我们需要使用C++实现RSA加密和解密算法,并将其应用于对文件进行加密和解密。
以下是实现RSA加密和解密的基本步骤:
1. 选择两个大质数p和q,并计算它们的乘积N=p*q。
2. 计算欧拉函数φ(N)=(p-1)*(q-1)。
3. 选择一个整数e,满足1<e<φ(N)且e与φ(N)互质。
4. 计算e对于φ(N)的模反元素d,即满足e*d ≡ 1 (mod φ(N))。
5. 公钥为(N,e),私钥为(N,d)。
6. 加密时,将明文M转换为整数m,然后计算密文C=m^e(mod N)。
7. 解密时,将密文C计算出明文M=C^d(mod N)。
下面是用C++实现RSA加密和解密的示例代码:
```
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <ctime>
#include <cstdlib>
#include <cmath>
using namespace std;
// 求最大公约数
int gcd(int a, int b)
{
if (b == 0)
return a;
return gcd(b, a % b);
}
// 求模反元素
int modInv(int a, int m)
{
int m0 = m, t, q;
int x0 = 0, x1 = 1;
if (m == 1)
return 0;
while (a > 1)
{
// q是a/m的商,t是a对m取模的余数
q = a / m;
t = m;
m = a % m, a = t;
// 更新x0和x1
t = x0;
x0 = x1 - q * x0;
x1 = t;
}
if (x1 < 0)
x1 += m0;
return x1;
}
// 判断素数
bool isPrime(int n)
{
if (n <= 1)
return false;
for (int i = 2; i <= sqrt(n); i++)
if (n % i == 0)
return false;
return true;
}
// 生成RSA公钥和私钥
void generateKeys(int& n, int& e, int& d)
{
int p, q, phi;
do
{
p = rand() % 1000 + 1000;
} while (!isPrime(p));
do
{
q = rand() % 1000 + 1000;
} while (!isPrime(q) || p == q);
n = p * q;
phi = (p - 1) * (q - 1);
do
{
e = rand() % phi + 2;
} while (gcd(e, phi) != 1);
d = modInv(e, phi);
}
// 加密
void encrypt(int n, int e, const char* infile, const char* outfile)
{
ifstream fin(infile, ios::binary);
ofstream fout(outfile, ios::binary);
char ch;
int m, c;
while (fin.get(ch))
{
m = ch;
c = pow(m, e) % n;
fout.write((char*)&c, sizeof(c));
}
fin.close();
fout.close();
}
// 解密
void decrypt(int n, int d, const char* infile, const char* outfile)
{
ifstream fin(infile, ios::binary);
ofstream fout(outfile, ios::binary);
int c, m;
while (fin.read((char*)&c, sizeof(c)))
{
m = pow(c, d) % n;
fout.put((char)m);
}
fin.close();
fout.close();
}
int main()
{
int n, e, d;
generateKeys(n, e, d);
clock_t start = clock(); // 记录加密开始时间
encrypt(n, e, "test.txt", "test.enc");
clock_t end = clock(); // 记录加密结束时间
cout << "Encryption time: " << (double)(end - start) / CLOCKS_PER_SEC << "s" << endl;
start = clock(); // 记录解密开始时间
decrypt(n, d, "test.enc", "test.dec");
end = clock(); // 记录解密结束时间
cout << "Decryption time: " << (double)(end - start) / CLOCKS_PER_SEC << "s" << endl;
return 0;
}
```
注意,这里只是一个简化的示例代码,实际应用中需要考虑更多的安全性和性能问题。在加密大文件时,可能需要分块处理,或者使用其他更高效的加密算法。
以上代码中,我们使用了C++的文件流,可以将文件中的每个字节作为一个字符读入或写入文件。加密时,我们将每个字符转换为一个整数m,然后计算密文C=m^e(mod N)并写入输出文件。解密时,我们将密文C读入并计算出明文m=C^d(mod N),然后将其转换为一个字符并写入输出文件。
运行该程序,将会生成加密后的文件test.enc和解密后的文件test.dec,并输出加密和解密的时间。
希望这个示例能够帮助你实现RSA加密和解密,并测试加密时间。
阅读全文