以数字信封的形式对明文文件进行加密。要求如下: 1、 发送方利用系统自带的伪随机数生成函数生成会话密钥 2、 用接收方的公钥对会话密钥加密 3、 用会话密钥以OFB的模式对明文文件p_text.txt(文件大于1KB)进行加密,结果存于密文文件c_text.txt 4、 接收方利用私钥解密会话密钥,然后用会话密钥对密文文件解密,结果存于明文文件p1_text.txt,最后对比p_text.txt和p1_text.txt
时间: 2024-03-11 15:46:05 浏览: 98
好的,我明白了您的问题。这是一道涉及数字信封的加密和解密的问题,需要使用公钥加密和私钥解密的技术。下面是一个简单的实现步骤:
1. 发送方使用系统自带的伪随机数生成函数生成一个会话密钥,这个密钥可以是任何长度,但是我们要确保它足够强壮以防止被破解。
2. 发送方使用接收方的公钥对会话密钥进行加密,这样只有接收方可以使用自己的私钥解密该密钥。
3. 发送方使用生成的会话密钥以OFB的模式对明文文件p_text.txt进行加密,得到密文文件c_text.txt。
4. 接收方使用自己的私钥解密会话密钥,然后使用该密钥对密文文件进行解密,得到明文文件p1_text.txt。
5. 最后,对比明文文件p_text.txt和p1_text.txt,确保它们完全相同,以确认加密和解密过程的正确性。
需要注意的是,数字信封技术是一种非常安全的加密方法,但它也需要使用正确的算法和密钥来实现。如果密钥过于简单或者算法存在漏洞,那么加密的安全性就会受到威胁。因此,在实际应用中,我们需要使用更加复杂和安全的加密算法来保证数据的安全性。
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写一个C++程序以数字信封的形式对明文文件进行加密。不用大数库gmp要求如下: 发送方利用系统自带的伪随机数生成函数生成会话密钥 用接收方的公钥对会话密钥加密 用会话密钥以OFB的模式对明文文件p_text.txt(文件大于1KB)进行加密,结果存于密文文件c_text.txt 接收方利用私钥解密会话密钥,然后用会话密钥对密文文件解密,结果存于明文文件p1_text.txt,最后对比p_text.txt和p1_text.txt
为了完成这个任务,需要先生成RSA密钥对,然后实现OFB模式和RSA加解密算法。以下是一个可能的实现:
```c++
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <cmath>
#include <vector>
using namespace std;
// 生成RSA密钥对
void generateRSAKeys(int key_len, int &n, int &e, int &d)
{
srand(time(NULL));
int p = rand() % ((int)pow(10, key_len / 2) - 1) + (int)pow(10, key_len / 2 - 1);
int q = rand() % ((int)pow(10, key_len / 2) - 1) + (int)pow(10, key_len / 2 - 1);
n = p * q;
int phi_n = (p - 1) * (q - 1);
e = 65537; // 选择一个较小的e
while (__gcd(e, phi_n) != 1) {
e++;
}
int k = 1;
while ((k * phi_n + 1) % e != 0) {
k++;
}
d = (k * phi_n + 1) / e;
}
// 快速幂取模
int powMod(int a, int b, int n)
{
int res = 1;
while (b > 0) {
if (b & 1) {
res = (long long)res * a % n;
}
a = (long long)a * a % n;
b >>= 1;
}
return res;
}
// RSA加密
void rsaEncrypt(int m, int e, int n, int &c)
{
c = powMod(m, e, n);
}
// RSA解密
void rsaDecrypt(int c, int d, int n, int &m)
{
m = powMod(c, d, n);
}
// OFB加密
void ofbEncrypt(char *plainText, char *cipherText, int len, int key, int iv)
{
int block_size = sizeof(int);
int *block = new int[block_size];
memcpy(block, &iv, block_size);
for (int i = 0; i < len; i += block_size) {
int *iv_p = new int[block_size];
memcpy(iv_p, block, block_size);
rsaEncrypt(*iv_p, key, n, *iv_p); // 用RSA加密iv
memcpy(block, iv_p, block_size);
(*iv_p) ^= *((int *)(plainText + i));
memcpy(cipherText + i, iv_p, block_size);
delete[] iv_p;
}
delete[] block;
}
// OFB解密
void ofbDecrypt(char *cipherText, char *plainText, int len, int key, int iv)
{
int block_size = sizeof(int);
int *block = new int[block_size];
memcpy(block, &iv, block_size);
for (int i = 0; i < len; i += block_size) {
int *iv_p = new int[block_size];
memcpy(iv_p, block, block_size);
rsaEncrypt(*iv_p, key, n, *iv_p); // 用RSA加密iv
memcpy(block, iv_p, block_size);
*((int *)(plainText + i)) = (*iv_p) ^ *((int *)(cipherText + i));
delete[] iv_p;
}
delete[] block;
}
int main()
{
// 生成RSA密钥对
int key_len = 1024;
int n, e, d;
generateRSAKeys(key_len, n, e, d);
// 生成会话密钥
int session_key = rand() % ((int)pow(2, key_len) - 1);
// 加密会话密钥
int encrypted_key;
rsaEncrypt(session_key, e, n, encrypted_key);
// OFB加密
ifstream in("p_text.txt", ios::binary);
ofstream out("c_text.txt", ios::binary);
int iv = rand() % ((int)pow(2, key_len) - 1);
char *plainText = new char[1024];
char *cipherText = new char[1024];
while (!in.eof()) {
in.read(plainText, 1024);
int len = in.gcount();
ofbEncrypt(plainText, cipherText, len, session_key, iv);
out.write(cipherText, len);
}
delete[] plainText;
delete[] cipherText;
in.close();
out.close();
// 解密会话密钥并OFB解密
rsaDecrypt(encrypted_key, d, n, session_key);
in.open("c_text.txt", ios::binary);
out.open("p1_text.txt", ios::binary);
iv = 0;
plainText = new char[1024];
cipherText = new char[1024];
while (!in.eof()) {
in.read(cipherText, 1024);
int len = in.gcount();
ofbDecrypt(cipherText, plainText, len, session_key, iv);
out.write(plainText, len);
}
delete[] plainText;
delete[] cipherText;
in.close();
out.close();
// 对比p_text.txt和p1_text.txt
in.open("p_text.txt", ios::binary);
ifstream in1("p1_text.txt", ios::binary);
char ch, ch1;
while (!in.eof() && !in1.eof()) {
in.get(ch);
in1.get(ch1);
if (ch != ch1) {
cout << "Decryption error!" << endl;
break;
}
}
if (in.eof() != in1.eof()) {
cout << "Decryption error!" << endl;
}
return 0;
}
```
需要注意的是,为了方便处理,我们把明文分成固定大小的块进行加密。如果文件大小不是块的整数倍,需要在最后一块中添加填充数据,以保证块的大小一致。另外,由于OFB模式中,每个块的加密只依赖于上一个块的加密结果,因此需要在处理第一个块之前,先生成一个初始化向量(IV)。IV可以随机生成,也可以通过一定的方式从会话密钥中生成。
用c语言代码实现以数字信封的形式对明文文件进行加密。要求如下: 1、发送方利用系统自带的伪随机数生成函数生成会话密钥 2、用接收方的公钥对会话密钥加密 3、用会话密钥以OFB的模式对明文文件p_text.txt(文件大于1KB)进行加密,结果存于密文文件c_text.txt 4、接收方利用私钥解密会话密钥,然后用会话密钥对密文文件解密,结果存于明文文件p1_text.txt,最后对比p_text.txt和p1_text.txt
好的,以下是使用C语言实现数字信封加密的代码,代码中使用了OpenSSL库中的RSA算法和OFB模式加解密算法,需要先安装OpenSSL库。
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <openssl/rsa.h>
#include <openssl/pem.h>
#include <openssl/rand.h>
#include <openssl/evp.h>
#define KEY_LENGTH 2048
#define PUB_KEY_FILE "public_key.pem"
#define PRI_KEY_FILE "private_key.pem"
void generate_session_key(unsigned char* key, int keylen) {
// 利用系统自带的伪随机数生成函数生成会话密钥
RAND_bytes(key, keylen);
}
int encrypt_session_key(unsigned char* key, int keylen, unsigned char* encrypted_key, RSA* pub_key) {
// 用接收方的公钥对会话密钥加密
int encrypted_len = RSA_public_encrypt(keylen, key, encrypted_key, pub_key, RSA_PKCS1_PADDING);
return encrypted_len;
}
int decrypt_session_key(unsigned char* encrypted_key, int encrypted_len, unsigned char* decrypted_key, RSA* pri_key) {
// 接收方使用私钥解密会话密钥
int decrypted_len = RSA_private_decrypt(encrypted_len, encrypted_key, decrypted_key, pri_key, RSA_PKCS1_PADDING);
return decrypted_len;
}
int encrypt_file(unsigned char* key, int keylen, char* plain_file, char* cipher_file) {
FILE* fp_plain = fopen(plain_file, "rb");
FILE* fp_cipher = fopen(cipher_file, "wb");
// 初始化加密算法
EVP_CIPHER_CTX* ctx = EVP_CIPHER_CTX_new();
EVP_EncryptInit_ex(ctx, EVP_aes_256_ofb(), NULL, key, NULL);
unsigned char inbuf[1024];
unsigned char outbuf[1024 + EVP_MAX_BLOCK_LENGTH];
int inlen, outlen, totlen = 0;
// 用会话密钥以OFB模式对明文文件进行加密
while ((inlen = fread(inbuf, 1, sizeof(inbuf), fp_plain)) > 0) {
EVP_EncryptUpdate(ctx, outbuf, &outlen, inbuf, inlen);
fwrite(outbuf, 1, outlen, fp_cipher);
totlen += outlen;
}
EVP_EncryptFinal_ex(ctx, outbuf, &outlen);
fwrite(outbuf, 1, outlen, fp_cipher);
totlen += outlen;
// 清除加密算法上下文
EVP_CIPHER_CTX_free(ctx);
fclose(fp_plain);
fclose(fp_cipher);
return totlen;
}
int decrypt_file(unsigned char* key, int keylen, char* cipher_file, char* plain_file) {
FILE* fp_cipher = fopen(cipher_file, "rb");
FILE* fp_plain = fopen(plain_file, "wb");
// 初始化解密算法
EVP_CIPHER_CTX* ctx = EVP_CIPHER_CTX_new();
EVP_DecryptInit_ex(ctx, EVP_aes_256_ofb(), NULL, key, NULL);
unsigned char inbuf[1024 + EVP_MAX_BLOCK_LENGTH];
unsigned char outbuf[1024];
int inlen, outlen, totlen = 0;
// 用会话密钥以OFB模式对密文文件进行解密
while ((inlen = fread(inbuf, 1, sizeof(inbuf), fp_cipher)) > 0) {
EVP_DecryptUpdate(ctx, outbuf, &outlen, inbuf, inlen);
fwrite(outbuf, 1, outlen, fp_plain);
totlen += outlen;
}
EVP_DecryptFinal_ex(ctx, outbuf, &outlen);
fwrite(outbuf, 1, outlen, fp_plain);
totlen += outlen;
// 清除解密算法上下文
EVP_CIPHER_CTX_free(ctx);
fclose(fp_cipher);
fclose(fp_plain);
return totlen;
}
int main() {
// 读取接收方的公钥和私钥
RSA* pub_key = NULL;
RSA* pri_key = NULL;
FILE* fp_pub = fopen(PUB_KEY_FILE, "rb");
FILE* fp_pri = fopen(PRI_KEY_FILE, "rb");
if (fp_pub == NULL || fp_pri == NULL) {
printf("Error: cannot open public or private key file.\n");
return 1;
}
pub_key = PEM_read_RSA_PUBKEY(fp_pub, NULL, NULL, NULL);
pri_key = PEM_read_RSAPrivateKey(fp_pri, NULL, NULL, NULL);
fclose(fp_pub);
fclose(fp_pri);
// 生成会话密钥
unsigned char session_key[32];
generate_session_key(session_key, sizeof(session_key));
// 加密会话密钥
unsigned char encrypted_key[256];
int encrypted_len = encrypt_session_key(session_key, sizeof(session_key), encrypted_key, pub_key);
// 加密明文文件
int cipher_len = encrypt_file(session_key, sizeof(session_key), "p_text.txt", "c_text.txt");
// 解密会话密钥
unsigned char decrypted_key[32];
int decrypted_len = decrypt_session_key(encrypted_key, encrypted_len, decrypted_key, pri_key);
// 解密密文文件
int plain_len = decrypt_file(decrypted_key, sizeof(decrypted_key), "c_text.txt", "p1_text.txt");
// 对比明文文件和解密后的明文文件
if (plain_len != cipher_len) {
printf("Error: decrypted file length is different from original file length.\n");
return 1;
}
FILE* fp_plain = fopen("p_text.txt", "rb");
FILE* fp_p1 = fopen("p1_text.txt", "rb");
unsigned char buf1[1024];
unsigned char buf2[1024];
while (1) {
int len1 = fread(buf1, 1, sizeof(buf1), fp_plain);
int len2 = fread(buf2, 1, sizeof(buf2), fp_p1);
if (len1 != len2 || memcmp(buf1, buf2, len1) != 0) {
printf("Error: decrypted file is different from original file.\n");
fclose(fp_plain);
fclose(fp_p1);
return 1;
}
if (len1 == 0 || len2 == 0) {
break;
}
}
fclose(fp_plain);
fclose(fp_p1);
printf("Encryption and decryption succeeded.\n");
return 0;
}
```
需要注意的是,代码中使用了256位的AES算法和2048位的RSA算法,如果需要改变加密算法的强度,可以修改对应的参数。同时,代码中忽略了密钥管理的部分,实际使用中需要根据具体情况设计密钥管理方案。
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