用c++编写程序实现ElGamal公钥密码系统。
时间: 2024-03-10 10:44:56 浏览: 84
好的,我可以为您提供一个简单的C++实现ElGamal公钥密码系统的代码。
首先,我们需要定义一些变量和函数来实现加密和解密过程。ElGamal系统中有两个大质数p和g,私钥x和公钥y,消息m和加密后的消息c。加密过程中,我们需要选择一个随机数k,并计算出c1和c2。解密过程中,我们需要使用私钥x来计算k的逆元,并使用c1和c2来计算出消息m。下面是完整的代码实现:
```c++
#include <iostream>
#include <cmath>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
#include <ctime>
using namespace std;
// 生成指定范围内的随机数
int random(int min, int max) {
return rand() % (max - min + 1) + min;
}
// 判断一个数是否为质数
bool isPrime(int n) {
if (n <= 1) return false;
if (n == 2 || n == 3) return true;
if (n % 6 != 1 && n % 6 != 5) return false;
int sqr = sqrt(n);
for (int i = 5; i <= sqr; i += 6)
if (n % i == 0 || n % (i + 2) == 0)
return false;
return true;
}
// 计算幂次方
int power(int a, int b, int p) {
int ans = 1 % p;
a %= p;
while (b) {
if (b & 1) ans = (long long)ans * a % p;
a = (long long)a * a % p;
b >>= 1;
}
return ans;
}
// 计算逆元
int inverse(int a, int p) {
return power(a, p - 2, p);
}
// 生成ElGamal公钥密码系统的公私钥
void generateKeys(int &p, int &g, int &x, int &y) {
// 选择两个大质数p和g
do {
p = random(1000, 9999);
} while (!isPrime(p));
do {
g = random(2, p - 1);
} while (power(g, (p - 1) / 2, p) == 1);
// 选择私钥x
x = random(1, p - 2);
// 计算公钥y
y = power(g, x, p);
}
// 加密
void encrypt(int p, int g, int y, int m, int &c1, int &c2) {
// 选择一个随机数k
int k = random(1, p - 2);
// 计算c1和c2
c1 = power(g, k, p);
c2 = (long long)m * power(y, k, p) % p;
}
// 解密
int decrypt(int p, int x, int c1, int c2) {
// 计算k的逆元
int kInv = inverse(power(c1, x, p), p);
// 计算消息m
return (long long)c2 * kInv % p;
}
int main() {
srand(time(NULL)); // 随机数种子
int p, g, x, y, m, c1, c2;
// 生成公私钥
generateKeys(p, g, x, y);
// 输入消息
cout << "请输入要加密的消息(小于" << p << "):" << endl;
cin >> m;
// 加密
encrypt(p, g, y, m, c1, c2);
// 输出加密后的消息
cout << "加密后的消息:" << c1 << " " << c2 << endl;
// 解密
m = decrypt(p, x, c1, c2);
// 输出解密后的消息
cout << "解密后的消息:" << m << endl;
return 0;
}
```
这段代码可以生成ElGamal公钥密码系统的公私钥,加密和解密消息。您可以根据需要进行修改和扩展。请注意,此代码仅用于演示目的,不适用于实际应用。
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