#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include <time.h>
#define PRIME_MAX 200 // 生成素数范围
#define EXPONENT_MAX 200 // 生成指数e范围
#define Element_Max 127 // 加密单元的最大值，这里为一个char, 即1Byte
char str_read[100]="hello world !" // 待加密的原文
int str_encrypt[100] // 加密后的内容
char str_decrypt[100] // 解密出来的内容
int str_read_len // str_read 的长度
int prime1, prime2 // 随机生成的两个质数
int mod, eular // 模数和欧拉数
int pubKey, priKey // 公钥指数和私钥指数
// 生成随机素数，实际应用中，这两个质数越大，就越难破解。
int randPrime()
{
int prime, prime2, i
next:
prime = rand() % PRIME_MAX // 随机产生数
if (prime <= 1) goto next // 不是质数，生成下一个随机数
if (prime == 2 || prime == 3) return prime
prime2 = prime / 2 // prime>=4, prime2 的平方必定大于 prime , 因此只检查小于等于prime2的数
for (i = 2i <= prime2i++) // 判断是否为素数
{
if (i * i >prime) return prime
if (prime % i == 0) goto next // 不是质数，生成下一个随机数
}
}
// 欧几里德算法，判断a,b互质
int gcd(int a, int b)
{
int temp
while (b != 0) {
temp = b
b = a % b
a = temp
}
return a
}
//生成公钥指数，条件是 1<e <欧拉数，且与欧拉数互质。
int randExponent()
{
int e
while (1)
{
e = rand() % eularif (e <EXPONENT_MAX) break
}
while (1)
{
if (gcd(e, eular) == 1) return ee = (e + 1) % eularif (e == 0 || e >EXPONENT_MAX) e = 2
}
}
//生成私钥指数
int inverse()
{
int d, x
while (1)
{
d = rand() % eular
x = pubKey * d % eular
if (x == 1)
{
return d
}
}
}
//加密函数
void jiami()
{
str_read_len = strlen(str_read) //从参数表示的地址往后找，找到第一个'\0'，即串尾。计算'\0'至首地址的“距离”，即隔了几个字符，从而得出长度。
printf("密文是：")
for (int i = 0i <str_read_leni++)
{
int C = 1int a = str_read[i], b = a % mod
for (int j = 0j <pubKeyj++) //实现加密
{
C = (C*b) % mod
}
str_encrypt[i] = C
printf("%d ", str_encrypt[i])
}
printf("\n")
}
//解密函数
void jiemi()
{
int i=0 for (i = 0i <str_read_leni++)
{
int C = 1int a = str_encrypt[i], b=a%mod
for (int j = 0j <priKeyj++)
{
C = (C * b) % mod
}
str_decrypt[i] = C
}
str_decrypt[i] = '\0'printf("解密文是：%s \n", str_decrypt)
}
int main()
{
srand(time(NULL))
while (1)
{
prime1 = randPrime()prime2 = randPrime()printf("随机产生两个素数：prime1 = %d , prime2 = %d ", prime1, prime2)
mod = prime1 * prime2printf("模数：mod = prime1 * prime2 = %d \n", mod)if (mod >Element_Max) break// 模数要大于每个加密单元的值
}
eular = (prime1 - 1) * (prime2 - 1) printf("欧拉数：eular=(prime1-1)*(prime2-1) = %d \n", eular)
pubKey = randExponent()printf("公钥指数：pubKey = %d\n", pubKey)
priKey = inverse()printf("私钥指数：priKey = %d\n私钥为 (%d, %d)\n", priKey, priKey, mod)
jiami()jiemi()
return 0
}
//rsa.h#include <stdio.h>
#define MAX_NUM 63001
#define MAX_PRIME 251
//! 返回代码
#define OK 100
#define ERROR_NOEACHPRIME 101
#define ERROR_NOPUBLICKEY 102
#define ERROR_GENERROR 103
unsigned int MakePrivatedKeyd( unsigned int uiP, unsigned int uiQ )
unsigned int GetPrivateKeyd( unsigned int iWhich )
unsigned int MakePairkey( unsigned int uiP, unsigned int uiQ, unsigned int uiD )
unsigned int GetPairKey( unsigned int &d, unsigned int &e )
void rsa_encrypt( int n, int e, char *mw, int iLength, int *&cw )
void rsa_decrypt( int n, int d, int *&cw, int cLength, char *mw )
void outputkey()
//rsa.c
#include "rsa.h"
//! 保存私钥d集合
struct pKeyset
{
unsigned int set[ MAX_NUM ]
unsigned int size
}pset
//! 保存公、私钥对
struct pPairkey
{
unsigned int d
unsigned int e
unsigned int n
}pairkey
// 名称：isPrime
// 功能：判断两个数是否互质
// 参数：m: 数a n: 数b
// 返回：m、n互质返回true 否则返回false
bool isPrime( unsigned int m, unsigned int n )
{
unsigned int i=0
bool Flag = true
if( m<2 || n<2 )
return false
unsigned int tem = ( m > n ) ? n : m
for( i=2 i<=tem && Flag i++ )
{
bool mFlag = true
bool nFlag = true
if( m % i == 0 )
mFlag = false
if( n % i == 0 )
nFlag = false
if( !mFlag && !nFlag )
Flag = false
}
if( Flag )
return true
else
return false
}
// 名称：MakePrivatedKeyd
// 功能：由素数Q、Q生成私钥d
// 参数：uiP: 素数P uiQ: 素数Q
// 返回：私钥d
unsigned int MakePrivatedKeyd( unsigned int uiP, unsigned int uiQ )
{
unsigned int i=0
//! 得到所有与z互质的数( 私钥d的集合 )
unsigned int z = ( uiP -1 ) * ( uiQ -1 )
pset.size = 0
for( i=0 i<z i++ )
{
if( isPrime( i, z ) )
{
pset.set[ pset.size++ ] = i
}
}
return pset.size
}
// 名称：MakePairKey
// 功能：生成RSA公、私钥对
// 参数：uiP: 素数P uiQ: 素数Q uiD: 私钥d
// 返回：错误代码
unsigned int MakePairkey( unsigned int uiP, unsigned int uiQ, unsigned int uiD )
{
bool bFlag = true
unsigned int i = 0, e
unsigned int z = ( uiP-1 ) * ( uiQ-1 )
unsigned int d = pset.set[uiD]
//d=uiD
if( !isPrime( z, d ) )
return ERROR_NOEACHPRIME
for( i=2 i<z i++ )
{
if( (i*d)%z == 1 )
{
e = i
bFlag = false
}
}
if( bFlag )
return ERROR_NOPUBLICKEY
if( (d*e)%z != 1 )
ERROR_GENERROR
pairkey.d = d
pairkey.e = e
pairkey.n = uiP * uiQ
return OK
}
// 名称：GetPairKey
// 功能：对外提供接口，获得公、私钥对
// 参数：uiP: 素数P uiQ: 素数Q uiD: 私钥d
// 返回：
unsigned int GetPairKey( unsigned int &d, unsigned int &e )
{
d = pairkey.d
e = pairkey.e
return pairkey.n
}
// 名称：GetPrivateKeyd
// 功能：对外提供接口，由用户选择ID得以私钥d
// 参数：iWhich: 用户选择私钥d的ID
// 返回：私钥d值
unsigned int GetPrivateKeyd( unsigned int iWhich )
{
if( pset.size >= iWhich )
return pset.set[ iWhich ]
else
return 0
}
// 名称：rsa_encrypt
// 功能：RSA加密运算
// 参数：n: 公钥n e: 公钥e mw: 加密明文 iLength: 明文长度 cw: 密文输出
// 返回：无
void rsa_encrypt( int n, int e, char *mw, int mLength, int *&cw )
{
int i=0, j=0
__int64 temInt = 0
for( i=0 i<mLength i++ )
{
temInt = mw[i]
if( e!=0 )
{
for( j=1 j<e j++ )
{
temInt = ( temInt * mw[i] ) % n
}
}
else
{
temInt = 1
}
cw[i] = (int)temInt
}
}
// 名称：rsa_decrypt
// 功能：RSA解密运算
// 参数：n: 私钥n d: 私钥d cw: 密文 cLength: 密文长度 mw: 明文输出
// 返回：无
void rsa_decrypt( int n, int d, int *&cw, int cLength, char *mw )
{
int i=0, j=-1
__int64 temInt = 0
for( i=0 i<cLength/4 ++i )
{
mw[i] = 0
temInt = cw[i]
if( d != 0 )
{
for( j=1 j<d j++ )
{
temInt = (__int64)( temInt * cw[i] ) % n
}
}
else
{
temInt = 1
}
mw[i] = (char)temInt
}
}
void outputkey()
{
printf("PublicKey(e,n): (%d,%d)\n",pairkey.e,pairkey.n)
printf("PrivateKey(d,n): (%d,%d)\n",pairkey.d,pairkey.n)
}
//main.c
// 工程：RSA
// 功能：RSA加、解密文件
// 作者：jlcss|ExpNIS
#include <stdio.h>
#include <afxwin.h>
#include <math.h>
#include "rsa.h"
#define DECRYPT_FILE "RSA加密密文.txt"
#define ENCRYPT_FILE "RSA解密明文.txt"
//! 约束文件最大2M
#define MAX_FILE 1024*1024*2
// 名称：usage
// 功能：帮助信息
// 参数：应用程序名称
// 返回：提示信息
void Usage( const char *appname )
{
printf( "\n\tusage:rsa -k 素数P 素数Q\n" )
printf( "\tusage: rsa -e 明文文件 公钥e 公钥n\n" )
printf( "\tusage: rsa -d 密文文件 私钥d 私钥n\n" )
}
// 名称：IsNumber
// 功能：判断数字字符数组
// 参数：strNumber:字符数组
// 返回：数字字组数组返回true，否则返回false
bool IsNumber( const char *strNumber )
{
unsigned int i
if( !strNumber )
return false
for ( i = 0 i < strlen(strNumber) i++ )
{
if ( strNumber[i] < '0' || strNumber[i] > '9' )
return false
}
return true
}
// 名称：IsPrimeNumber
// 功能：判断素数
// 参数：num: 输入整数
// 返回：素数返回true，否则返回false
bool IsPrimeNumber( unsigned int num )
{
unsigned int i
if( num <= 1 )
return false
unsigned int sqr = (unsigned int)sqrt((double)num)
for( i = 2 i <= sqr i++ )
{
if( num % i == 0 )
return false
}
return true
}
// 名称：FileIn
// 功能：读取磁盘文件到内存
// 参数：strFile:文件名称；inBuff:指向文件内容缓冲区
// 返回：实际读取内容大小(字节)
int FileIn( const char *strFile, unsigned char *&inBuff )
{
int iFileLen=0, iBuffLen=0
//! 打开密文文件
CFile file( strFile, CFile::modeRead )
iFileLen = ( int )file.GetLength()
if( iFileLen>MAX_FILE )
{
printf( "文件长度不能大于 %dM,!\n", MAX_FILE/(1024*1024) )
goto out
}
iBuffLen = iFileLen
inBuff = new unsigned char[iBuffLen]
if( !inBuff )
goto out
ZeroMemory( inBuff, iBuffLen )
file.Read( inBuff, iFileLen )
file.Close()
out:
return iBuffLen
}
// 名称：FileOut
// 功能：加/解密结果输出到当前目录磁盘文件中
// 参数：strOut指向输出字符缓冲区，输出大小len，strFile为输出文件
// 返回：无
void FileOut( const void *strOut, int len, const char *strFile )
{
//! 输出到文件
CFile outfile( strFile , CFile::modeCreate | CFile::modeWrite )
outfile.Write( strOut , len )
outfile.Close()
}
// 名称：CheckParse
// 功能：校验应用程序入口参数
// 参数：argc等于main主函数argc参数，argv指向main主函数argv参数
// 返回：若参数合法返回true，否则返回false
// 备注：简单的入口参数校验
bool CheckParse( int argc, char** argv )
{
bool bRes = false
if( argc != 4 && argc != 5 )
goto out
if( argc == 4 && argv[1][1] == 'k' )
{
//! 生成公、私钥对
if( !IsNumber( argv[2] ) ||
!IsNumber( argv[3] ) ||
atoi( argv[2] ) > MAX_PRIME ||
atoi( argv[3] ) > MAX_PRIME )
goto out
}
else if( (argc == 5) && (argv[1][1] == 'e' || argv[1][1] == 'd') )
{
//! 加密、解密操作
if( !IsNumber( argv[3] ) ||
!IsNumber( argv[4] ) ||
atoi( argv[3] ) > MAX_NUM ||
atoi( argv[4] ) > MAX_NUM )
goto out
}
else
Usage(*argv)
bRes = true
out:
return bRes
}
// 名称：kOption1
// 功能：程序k选项操作：由素数P、Q生成私钥d集合
// 参数：uiP: 程序入口参数P uiQ: 程序入口参数Q
// 返回：执行正确返回生成私钥数目，否则返回0
unsigned int kOption1( unsigned int uiP, unsigned int uiQ )
{
unsigned int uiRes = 0
if( !IsPrimeNumber( uiP ) )
{
printf( "P输入错误，P必须为(0, %d]素数", MAX_PRIME )
return uiRes
}
if( !IsPrimeNumber( uiQ ) )
{
printf( "Q输入错误，Q必须为(0, %d]素数", MAX_PRIME )
return uiRes
}
if( uiP == uiQ )
{
printf( "素数P与素数Q相同，很容易根据公钥n开平方得出素数P和Q，这种加密不安全，请更换素数!\n" )
return uiRes
}
printf( "正在生成私钥d集合......\n" )
uiRes = MakePrivatedKeyd( uiP, uiQ )
return uiRes
}
//! 程序主函数
int main( int argc, char **argv )
{
unsigned int p , q , d , n , e//two prime p & q, public key(n, e) , private key(n , d)
CheckParse(argc, argv )
d=4828 //uid
if(argc == 4)
{
p = atoi( argv[2] )
q = atoi( argv[3] )
MakePrivatedKeyd(p, q)
MakePairkey(p, q, d )
outputkey()
}
else if(argc == 5)
{
char FileName[20]
strcpy(FileName, argv[2])
int len
if(argv[1][1] == 'e' )
{
unsigned char *inBuffer=(unsigned char *)malloc(MAX_FILE) //输入缓冲区
int *cw=(int *)malloc(MAX_FILE)
len = FileIn(FileName , inBuffer)
e = atoi(argv[3])
n = atoi(argv[4])
rsa_encrypt( n, e, (char *)inBuffer, len, cw )
FileOut( cw, 4*len, DECRYPT_FILE )
}
else if(argv[1][1] == 'd')
{
char *Buffer=(char *)malloc(MAX_FILE) //输入缓冲区
int *cw=(int *)malloc(MAX_FILE)
len = FileIn(FileName, (unsigned char *&)cw)
d = atoi(argv[3])
n = atoi(argv[4])
rsa_decrypt( n, d, cw, len, Buffer )
FileOut( Buffer, len/4, ENCRYPT_FILE )
}
}
return 0
}
