python代码编程利用ecc实现产生椭圆点集。进行注释说明
时间: 2023-12-06 21:41:16 浏览: 103
以下是使用Python编写的基于椭圆曲线密码学(ECC)的代码,用于生成椭圆点集:
```python
from random import randint
class EllipticCurve:
def __init__(self, a, b):
self.a = a
self.b = b
def is_point_on_curve(self, x, y):
return y**2 == x**3 + self.a*x + self.b
class Point:
def __init__(self, curve, x, y):
self.curve = curve
self.x = x
self.y = y
if not curve.is_point_on_curve(x, y):
raise ValueError("({},{}) is not a valid point on the curve y^2 = x^3 + {}x + {}".format(x, y, curve.a, curve.b))
def __eq__(self, other):
return self.curve == other.curve and self.x == other.x and self.y == other.y
def __ne__(self, other):
return not (self == other)
def __add__(self, other):
if self.curve != other.curve:
raise ValueError("Points are not on the same curve")
if self == other:
return self.double()
if self.x == other.x:
return Point(None, float('inf'), float('inf'))
slope = (other.y - self.y) / (other.x - self.x)
x = slope**2 - self.x - other.x
y = slope*(self.x - x) - self.y
return Point(self.curve, x, y)
def __mul__(self, n):
if not isinstance(n, int):
raise ValueError("Can only multiply point by an integer")
if n < 0:
return -self * -n
result = None
addend = self
while n:
if n & 1:
result = addend if result is None else result + addend
addend = addend.double()
n >>= 1
return result
def double(self):
if self.y == 0:
return Point(None, float('inf'), float('inf'))
slope = (3*self.x**2 + self.curve.a) / (2*self.y)
x = slope**2 - 2*self.x
y = slope*(self.x - x) - self.y
return Point(self.curve, x, y)
def __rmul__(self, other):
return self.__mul__(other)
# 选择一个椭圆曲线 y^2 = x^3 + ax + b
curve = EllipticCurve(1, 6)
# 随机选择一个基点G
G = Point(curve, -1, 0)
# 生成n个随机椭圆点
n = 10
points = [randint(1, 100)*G for _ in range(n)]
# 打印所有的椭圆点
for i, p in enumerate(points):
print("P{} = ({}, {})".format(i+1, p.x, p.y))
```
注释说明:
1. `EllipticCurve` 类表示一个椭圆曲线。其构造函数接受两个参数 `a` 和 `b`,分别表示椭圆曲线方程 $y^2 = x^3 + ax + b$ 中的 $a$ 和 $b$。
2. `is_point_on_curve` 方法用于检查一个点 $(x,y)$ 是否在给定的椭圆曲线上。
3. `Point` 类表示一个椭圆点。其构造函数接受三个参数 `curve`、`x` 和 `y`,分别表示该椭圆点所在的椭圆曲线、横坐标和纵坐标。在构造函数中,如果该点不在椭圆曲线上,则会抛出异常。
4. `__eq__` 和 `__ne__` 方法用于比较两个椭圆点是否相等。
5. `__add__` 方法用于实现椭圆点的加法。如果两个点不在同一条椭圆曲线上,则会抛出异常。如果两个点相等,则返回该点的双倍。如果两个点的横坐标相等,则返回无穷远点。否则,根据椭圆曲线上的加法公式计算新的椭圆点。
6. `__mul__` 方法用于实现椭圆点的乘法。该方法只接受一个整数作为参数。如果参数是负数,则返回该点的相反数与参数的乘积。否则,根据快速幂算法计算该点的倍点。
7. `double` 方法用于计算椭圆点的双倍。
8. `__rmul__` 方法用于实现整数与椭圆点的乘法。该方法与 `__mul__` 方法相同。
在主函数中,我们首先选择一个椭圆曲线 $y^2 = x^3 + ax + b$,并随机选择一个基点 $G$。然后,我们生成 $n$ 个随机椭圆点,并打印它们的坐标。具体来说,我们使用 `randint` 函数生成 $1$ 到 $100$ 之间的随机整数,然后将其与基点 $G$ 相乘得到一个新的椭圆点。最后,我们使用循环打印所有的椭圆点。
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