《最新RSA加密解密的设计与实现.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《最新RSA加密解密的设计与实现.doc（23页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精品资料RSA加密解密的设计与实现.上海电力学院应用密码学课程设计题目： RSA加密解密的设计与实现 院系： 计算机科学与技术学院 专业年级： 2010级 学生姓名： 李正熹学号： 20103273 指导教师： 田秀霞 2013年1月 8日目录目录1. 设计要求2. 开发环境与工具3. 设计原理（算法工作原理）4. 系统功能描述与软件模块划分5. 设计核心代码6. 参考文献7. 设计结果及验证8. 软件使用说明9. 设计体会附录1. 设计要求1 随机搜索大素数，随机生成公钥和私钥2 用公钥对任意长度的明文加密3 用私钥对密文解密4 界面简洁、交互操作性强2. 开发环境与工具Windows XP
2、操作系统Microsoft Visual C+ 6.01. 创建rsa工程2. 在rsa工程中创建20103273 李正熹cpp文件3. 设计原理RSA算法简介公开密码算法与其他密码学完全不同，它是基于数学函数而不是基于替换或置换。与使用一个密钥的对称算法不同，公开密钥算法是非对称的，并且它使用的是两个密钥，包括用于加密的公钥和用于解密的私钥。公开密钥算法有RSA、Elgamal等。RSA公钥密码算法是由美国麻省理工学院(MIT)的Rivest，Shamir和Adleman在1978年提出来的，并以他们的名字的有字母命名的。RSA是第一个安全、实用的公钥密码算法，已经成为公钥密码的国际标准，是
3、目前应用广泛的公钥密码体制。 RSA的基础是数论的Euler定理，其安全性基于二大整数因子分解问题的困难性，公私钥是一对大素数的函数。并且该算法已经经受住了多年深入的密码分析，虽然密码分析者既不能证明也不能否定RSA的安全性，但这不恰恰说明该算法有其一定的可信度。4. 系统功能描述与软件模块划分功能：1. 进行加密加密第一步，随机两个素数p和q，并求出n = p*q，然后再求出n的欧拉函数值phi。第二步，在e，phi中选出一个与phi互素的整数e，并根据e*d 1（mod phi），求出e的乘法逆元。至此我们已经得到了公开密钥e，n和秘密密钥d，n。第三步，让用户输入要进行加密的小于n一组正
4、整数（个数不超过MAXLENGTH），输入以-1为结束标志，实际个数存入size中，正整数以clearMAXLENGTH保存。第四步，对第三步所得的明文clearMAXLENGTH进行加密。遍历clearsize，对每一个整数用以下算法进行加密,并将加密后的密文保存在CiphertextMAXLENGTH中。第五步，输出密文CiphertextMAXLENGTH2. 进行解密第一步，输入加密后的密文Ciphertext1MAXLENGTH，输入以-1为结束标志第二步，输入解密密钥d,phi,对密文进行解密，结果保存在DecryptionTextMAXLENGTH中。第三步，输出解密后明文Dec
5、ryptionTextMAXLENGTH生成随机素数： 先生成一个随机数 然后判断它是否为素数 从而输出unsigned long foo() /生成随机数int panduan(unsigned long b) /判断是否为素数unsigned long tiqu(unsigned long &p,unsigned long &q) /从随机素数中选取两个为p和q求e时需要用到e与phi的互逆 所以在随机产生e的同时需要作互逆判断 若互逆则输出随机e 否则重新生成eint gcd(int x,int y) /判断两数是否为互素在p、q、e都准备就绪的时候就可以进行加解密的运算 因为考虑到溢出
6、 所以3个一组进行加解密void Encryption() /加密算法void Decryption() /解密算法5. 设计核心代码unsigned long foo() unsigned long random = 0; srand(int)time(0); random = rand() % 300;return random;srand函数是随机数发生器的初始化函数需要提供一个种子 这里使用time来获取系统当前时间 rand() % 300是随机0-299的整数/以下为加密算法void Encryption()/加密算法cout 随机生成两个较大的素数：endl ;tiqu(p,q)
7、;n = p * q;/求解 n，phi = (p - 1) * ( q - 1 );/求解 n 的欧拉函数值cout n = n , phi = phi endl;cout 请从0， phi - 1 中选择一个与 phi =100&e=300&e!=q&e!=p)break;couteendl;float d0;for( int i = 1; ; i+)/求解乘法逆元 e * d 1 (mod phi) d0 = (float)(phi*i+1) / e;if( d0 - (int)d0 = 0 )break;d = (int)d0;cout endl;cout e = e , d = d
8、endl;cout 公开密钥 Pk = e,n = e , n endl;cout 秘密密钥 Sk = d,n = d , n 记录私钥 endl;cout endl;cout 请3位一组输入要加密的正整数（以-1结束）： endl;cout 加密前的明文为：;for( i = 0; i MAXLENGTH; i+)Ciphertexti = 1;int count;for(int j = 0; j clearj;if( clearj = -1 )break;count = e;while(count 0)/对明文进行加密 Ciphertext =（clear） e mod nCipherte
9、xtj = (Ciphertextj * clearj) % n;/加密算法count- ;cout 密文为： ; size = j;/实际密文长度for(int k=0; kj; k +)cout Ciphertextk ;cout endl ;/以下为解密算法void Decryption()/解密算法int pp,kk;for(int i = 0; i MAXLENGTH; i+)DecryptionTexti = 1;int count;cout请输入要解密的密文（以-1结束）：endl;for(int u = 0; u Ciphertext1u;if( Ciphertext1u =
10、-1 )break;cout输入密钥解密(d,n)ppkk;for(int j = 0; j 0)/对密文进行解密 DecryptionText =（Ciphertext） d (mod n)DecryptionTextj = (DecryptionTextj * Ciphertext1j) %kk);count- ;cout 解密后的明文为：;for( int k = 0; k size; k +)cout DecryptionTextk ;cout endl ;6. 参考文献1赛迪网RSA 2010:云安全需急迫解决的安全隐患.旧金山：赛迪网，2010.2赛迪网RSA主席认为云安全成201
11、0安全领域趋势.旧金山：赛迪网，2010.3魏晨. 安全风向标：品味RSA 2012信息安全大会.旧金山：赛迪网，2012.4四夕新的安全威胁而前需要新的安全架构.旧金山：赛迪网，2012.5王茜倪建伟，一种基于RSA的加密算法. 重庆大学学报，2005, 28 (1)：68-72.6周升力RSA密码算法的研究与改进实现现代计算机，2008：51-537管占明. 邓亚娟RSA加密算法的研究及应用. 科技广场，2009：98- 99.8胡向东，魏琴芳等应用密码学北京市：电子工业出版社，2008: 114-1199卢开澄计算机密码学.北京市：清华大学出版社，2002: 73-7710史予荣软件加密
12、技术从入门到精通，北京市：清华大学出版社2007: 74-77.7. 设计结果及验证进行加密得到公钥（113，11021）和私钥（2105，11021）加密明文123 587 114 56 18 9得到密文1453 385 7882 6329 4873 2744输入密文 解密得到先前加密的明文123 587 114 56 18 98. 软件使用说明1. 选择RSA加解密系统功能1为加密 2为解密 0为退出 输入其他错误重新输入2.输入1 进行加密过程输入需要加密的明文 3个一组 空格空开 -1结束生成密文 并且返回主界面2. 输入2进行解密输入加密好的密文 -1结束输入密钥 d n解密得到加密
13、前明文解密成功 返回主界面9.设计体会RSA课程设计中，包含了加解密的过程，刚开始对做设计的时候，觉得对于RSA的加解密只要套用公式就可以很方便地进行，实现并不是非常困难。但是在真正实现的时候还是碰到了不少的问题，在随机产生素数的时候，不同的实现方法会具有不同的复杂度，从而使得时间效率也有所不同，若直接生成素数，系统需要很长一段时间来生成，而随机生成一个数后再判断是否为素数可以减少很多时间，效率也就提高了。在加解密的时候，起初使用的是int型的整形变量，但是发现int型只有4位长度8字节，所以在计算时，数字一大就会产生溢出，所以使用了数组进行了加解密。而在大素数生成时，可以生成非常大的素数，但
14、是在加密时，因为程序效率过于低以至于一天都没有算出结果，所以在实现时使用了可进行运算和实现较大的素数而并不是大素数。随机大素数进行RSA加解密的程序还需要时间进行进一步改进。需要进一步调用大整数的加减乘除算法，素数明文密文密钥公钥都要使用数组才能加以实现，在此暂时保留这个程序，将用更充分的时间来实现。总结这次课程设计，不可否定又是一次对于自己编程能力的提升以及团队合作的加深，自己动手编程真的是一种成就感，然而在这以外，我还发现了自己会有一些突发奇想的思路，会发现和挖掘实现实验时某些过程的优化，而这些思路又可以帮助自己来完成程序。这次课程设计的不足是还没有完全完成课程设计所需要的任务要求，写的程
15、序还是略微有点简单化了，可能自己能力还是有限，在静候的时间里还需要更加的磨练才行。附录#include #include #include #include using namespace std;#define MAXLENGTH 500 /明文最大长度，即所允许最大整数个数int size = 0;/保存要进行加密的正整数的个数unsigned long p, q; /两个大素数int n, phi; /n = p * q，phi = (p-1) * (q-1) 是n的欧拉函数值int e; /e, n为公开密钥int d; /d, n为秘密密钥long clearMAXLENGTH, C
16、iphertextMAXLENGTH,Ciphertext1MAXLENGTH;/分别用于存放加/密前的明/文和加密后的密文long DecryptionTextMAXLENGTH;/存放解密后的明文/unsigned long foo() unsigned long random = 0; srand(int)time(0); random = rand() % 300;return random;int panduan(unsigned long b) int flag=1; if(flag)for(unsigned long j=2;j=sqrt(b);j+) if(b%j=0) fla
17、g=0;/coutbbu是素数!100&p300)/coutp=p100&q300)/coutq=qt;break;if(p!=q)coutp=pendl;coutq=qendl;else goto label;return 0;int gcd(int x,int y) int t; while (y) t=x;x=y;y=t%y; return x;/以下为加密算法void Encryption()/加密算法cout 随机生成两个较大的素数：endl ;tiqu(p,q);n = p * q;/求解 n，phi = (p - 1) * ( q - 1 );/求解 n 的欧拉函数值cout n
18、 = n , phi = phi endl;cout 请从0， phi - 1 中选择一个与 phi =100&e=300&e!=q&e!=p)break;couteendl;float d0;for( int i = 1; ; i+)/求解乘法逆元 e * d 1 (mod phi) d0 = (float)(phi*i+1) / e;if( d0 - (int)d0 = 0 )break;d = (int)d0;cout endl;cout e = e , d = d endl;cout 公开密钥 Pk = e,n = e , n endl;cout 秘密密钥 Sk = d,n = d ,
19、 n 记录私钥 endl;cout endl;cout 请3位一组输入要加密的正整数（以-1结束）： endl;cout 加密前的明文为：;for( i = 0; i MAXLENGTH; i+)Ciphertexti = 1;int count;for(int j = 0; j clearj;if( clearj = -1 )break;count = e;while(count 0)/对明文进行加密 Ciphertext =（clear） e mod nCiphertextj = (Ciphertextj * clearj) % n;/加密算法count- ;cout 密文为： ; siz
20、e = j;/实际密文长度for(int k=0; kj; k +)cout Ciphertextk ;cout endl ;/以下为解密算法void Decryption()/解密算法int pp,kk;for(int i = 0; i MAXLENGTH; i+)DecryptionTexti = 1;int count;cout请输入要解密的密文（以-1结束）：endl;for(int u = 0; u Ciphertext1u;if( Ciphertext1u = -1 )break;cout输入密钥解密(d,n)ppkk;for(int j = 0; j 0)/对密文进行解密 Dec
21、ryptionText =（Ciphertext） d (mod n)DecryptionTextj = (DecryptionTextj * Ciphertext1j) %kk);count- ;cout 解密后的明文为：;for( int k = 0; k size; k +)cout DecryptionTextk ;cout endl ;void main()int sign=1; int chioce=0; while(sign=1) coutendl;cout RSA加解密系统 endl;cout 由 李正熹 李鑫 共同完成 endl;cout 1.进行加密 endl;cout 2.进行解密 endl;cout 0.退出系统 endl;coutendl;cout请输入!chioce; switch(chioce) case 1: Encryption(); break; case 2:Decryption();break;case 0:sign=0;break;default:cout输出错误重新输入endl;