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

时间: 2024-03-07 18:49:43 浏览: 188
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。
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