RSA加解密算法C语言的实现.docx

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RSA加解密算法C语言的实现

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#defineMAX100

#defineLENsizeof（structslink）

voidsub（inta[MAX],intb[MAX],intc[MAX]）;

structslink

{

intbignum[MAX];

/*bignum[98]用来标记正负号，1正，0负bignum[99]来标记实际长度*/

structslink*next;

};

/*/--------------------------------------自己建立的大数运算库-------------------------------------*/

voidprint（inta[MAX]）

{

inti;

for（i=0;i

printf（"%d",a[a[99]-i-1]）;

printf（"\n\n"）;

return;

}

intcmp（inta1[MAX],inta2[MAX]）

{intl1,l2;

inti;

l1=a1[99];

l2=a2[99];

if（l1>l2）

return1;

if（l1

return-1;

for（i=（l1-1）;i>=0;i--）

{

if（a1[i]>a2[i]）

return1;

if（a1[i]

return-1;

}

return0;

}

voidmov（inta[MAX],int*b）

{

intj;

for（j=0;j

b[j]=a[j];

return;

}

voidmul（inta1[MAX],inta2[MAX],int*c）

{

inti,j;

inty;

intx;

intz;

intw;

intl1,l2;

l1=a1[MAX-1];

l2=a2[MAX-1];

if（a1[MAX-2]=='-'&&a2[MAX-2]=='-'）

c[MAX-2]=0;

elseif（a1[MAX-2]=='-'）

c[MAX-2]='-';

elseif（a2[MAX-2]=='-'）

c[MAX-2]='-';

for（i=0;i

{

for（j=0;j

{

x=a1[i]*a2[j];

y=x/10;

z=x%10;

w=i+j;

c[w]=c[w]+z;

c[w+1]=c[w+1]+y+c[w]/10;

c[w]=c[w]%10;

}

}

w=l1+l2;

if（c[w-1]==0）w=w-1;

c[MAX-1]=w;

return;

}

voidadd（inta1[MAX],inta2[MAX],int*c）

{

inti,l1,l2;

intlen,temp[MAX];

intk=0;

l1=a1[MAX-1];

l2=a2[MAX-1];

if（（a1[MAX-2]=='-'）&&（a2[MAX-2]=='-'））

{

c[MAX-2]='-';

}

elseif（a1[MAX-2]=='-'）

{

mov（a1,temp）;

temp[MAX-2]=0;

sub（a2,temp,c）;

return;

}

elseif（a2[MAX-2]=='-'）

{

mov（a2,temp）;

temp[98]=0;

sub（a1,temp,c）;

return;

}

if（l1

elselen=l2;

for（i=0;i

{

c[i]=（a1[i]+a2[i]+k）%10;

k=（a1[i]+a2[i]+k）/10;

}

if（l1>len）

{

for（i=len;i

{

c[i]=（a1[i]+k）%10;

k=（a1[i]+k）/10;

}

if（k!

=0）

{

c[l1]=k;

len=l1+1;

}

elselen=l1;

}

else

{

for（i=len;i

{

c[i]=（a2[i]+k）%10;

k=（a2[i]+k）/10;

}

if（k!

=0）

{

c[l2]=k;

len=l2+1;

}

elselen=l2;

}

c[99]=len;

return;

}

voidsub（inta1[MAX],inta2[MAX],int*c）

{

inti,l1,l2;

intlen,t1[MAX],t2[MAX];

intk=0;

l1=a1[MAX-1];

l2=a2[MAX-1];

if（（a1[MAX-2]=='-'）&&（a2[MAX-2]=='-'））

{

mov（a1,t1）;

mov（a2,t2）;

t1[MAX-2]=0;

t2[MAX-2]=0;

sub（t2,t1,c）;

return;

}

elseif（a2[MAX-2]=='-'）

{

mov（a2,t2）;

t2[MAX-2]=0;

add（a1,t2,c）;

return;

}

elseif（a1[MAX-2]=='-'）

{

mov（a2,t2）;

t2[MAX-2]='-';

add（a1,t2,c）;

return;

}

if（cmp（a1,a2）==1）

{

len=l2;

for（i=0;i

{

if（（a1[i]-k-a2[i]）<0）

{

c[i]=（a1[i]-a2[i]-k+10）%10;

k=1;

}

else

{

c[i]=（a1[i]-a2[i]-k）%10;

k=0;

}

}

for（i=len;i

{

if（（a1[i]-k）<0）

{

c[i]=（a1[i]-k+10）%10;

k=1;

}

else

{

c[i]=（a1[i]-k）%10;

k=0;

}

}

if（c[l1-1]==0）/*使得数组C中的前面所以0字符不显示了，如1000-20=0980--->显示为980了*/

{

len=l1-1;

i=2;

while（c[l1-i]==0）/*111456-111450=00006，消除0后变成了6；*/

{

len=l1-i;

i++;

}

}

else

{

len=l1;

}

}

else

if（cmp（a1,a2）==（-1））

{

c[MAX-2]='-';

len=l1;

for（i=0;i

{

if（（a2[i]-k-a1[i]）<0）

{

c[i]=（a2[i]-a1[i]-k+10）%10;

k=1;

}

else

{

c[i]=（a2[i]-a1[i]-k）%10;

k=0;

}

}

for（i=len;i

{

if（（a2[i]-k）<0）

{

c[i]=（a2[i]-k+10）%10;

k=1;

}

else

{

c[i]=（a2[i]-k）%10;

k=0;

}

}

if（c[l2-1]==0）

{

len=l2-1;

i=2;

while（c[l1-i]==0）

{

len=l1-i;

i++;

}

}

elselen=l2;

}

elseif（cmp（a1,a2）==0）

{

len=1;

c[len-1]=0;

}

c[MAX-1]=len;

return;

}

voidmod（inta[MAX],intb[MAX],int*c）/*/c=amodb//注意：

经检验知道此处A和C的数组都改变了。

*/

{intd[MAX];

mov（a,d）;

while（cmp（d,b）!

=（-1））/*/c=a-b-b-b-b-b.......until（c

{

sub（d,b,c）;

mov（c,d）;/*/c复制给a*/

}

return;

}

voiddivt（intt[MAX],intb[MAX],int*c,int*w）/*//试商法//调用以后w为amodb,C为adivb;*/

{

inta1,b1,i,j,m;/*w用于暂时保存数据*/

intd[MAX],e[MAX],f[MAX],g[MAX],a[MAX];

mov（t,a）;

for（i=0;i

e[i]=0;

for（i=0;i

d[i]=0;

for（i=0;i

a1=a[MAX-1];

b1=b[MAX-1];

if（cmp（a,b）==（-1））

{

c[0]=0;

c[MAX-1]=1;

mov（t,w）;

return;

}

elseif（cmp（a,b）==0）

{

c[0]=1;

c[MAX-1]=1;

w[0]=0;

w[MAX-1]=1;

return;

}

m=（a1-b1）;

for（i=m;i>=0;i--）/*341245/3=341245-300000*1--->41245-30000*1--->11245-3000*3--->2245-300*7--->145-30*4=25--->25-3*8=1*/

{

for（j=0;j

d[j]=0;

d[i]=1;

d[MAX-1]=i+1;

mov（b,g）;

mul（g,d,e）;

while（cmp（a,e）!

=（-1））

{

c[i]++;

sub（a,e,f）;

mov（f,a）;/*f复制给g*/

}

for（j=i;j

e[j]=0;

}

mov（a,w）;

if（c[m]==0）c[MAX-1]=m;

elsec[MAX-1]=m+1;

return;

}

voidmulmod（inta[MAX],intb[MAX],intn[MAX],int*m）/*解决了m=a*bmodn;*/

{

intc[MAX],d[MAX];

inti;

for（i=0;i

d[i]=c[i]=0;

mul（a,b,c）;

divt（c,n,d,m）;

for（i=0;i

printf（"%d",m[m[MAX-1]-i-1]）;

printf（"\nmlengthis:

%d\n",m[MAX-1]）;

}

/*接下来的重点任务是要着手解决m=a^pmodn的函数问题。

*/

voidexpmod（inta[MAX],intp[MAX],intn[MAX],int*m）

{

intt[MAX],l[MAX],temp[MAX];/*/t放入2，l放入1；*/

intw[MAX],s[MAX],c[MAX],b[MAX],i;

for（i=0;i

b[i]=l[i]=t[i]=w[i]=0;

t[0]=2;t[MAX-1]=1;

l[0]=1;l[MAX-1]=1;

mov（l,temp）;

mov（a,m）;

mov（p,b）;

while（cmp（b,l）!

=0）

{

for（i=0;i

w[i]=c[i]=0;

divt（b,t,w,c）;/*//c=pmod2w=p/2*/

mov（w,b）;/*//p=p/2*/

if（cmp（c,l）==0）/*/余数c==1*/

{

for（i=0;i

w[i]=0;

mul（temp,m,w）;

mov（w,temp）;

for（i=0;i

w[i]=c[i]=0;

divt（temp,n,w,c）;/*/c为余c=temp%n，w为商w=temp/n*/

mov（c,temp）;

}

for（i=0;i

s[i]=0;

mul（m,m,s）;//s=a*a

for（i=0;i

c[i]=0;

divt（s,n,w,c）;/*/w=s/n;c=smodn*/

mov（c,m）;

}

for（i=0;i

s[i]=0;

mul（m,temp,s）;

for（i=0;i

c[i]=0;

divt（s,n,w,c）;

mov（c,m）;/*余数s给m*/

m[MAX-2]=a[MAX-2];/*为后面的汉字显示需要，用第99位做为标记*/

return;

/*/k=temp*k%n;*/

}

intis_prime_san（intp[MAX]）

{

inti,a[MAX],t[MAX],s[MAX],o[MAX];

for（i=0;i

s[i]=o[i]=a[i]=t[i]=0;

t[0]=1;

t[MAX-1]=1;

a[0]=2;//{2,3,5,7}

a[MAX-1]=1;

sub（p,t,s）;

expmod（a,s,p,o）;

if（cmp（o,t）!

=0）

{

return0;

}

a[0]=3;

for（i=0;i

expmod（a,s,p,o）;

if（cmp（o,t）!

=0）

{

return0;

}

a[0]=5;

for（i=0;i

expmod（a,s,p,o）;

if（cmp（o,t）!

=0）

{

return0;

}

a[0]=7;

for（i=0;i

expmod（a,s,p,o）;

if（cmp（o,t）!

=0）

{

return0;

}

return1;

}

intcoprime（inte[MAX],ints[MAX]）/*////求两个大数之间是否互质////*/

{

inta[MAX],b[MAX],c[MAX],d[MAX],o[MAX],l[MAX];

inti;

for（i=0;i

l[i]=o[i]=c[i]=d[i]=0;

o[0]=0;o[MAX-1]=1;

l[0]=1;l[MAX-1]=1;

mov（e,b）;

mov（s,a）;

do

{

if（cmp（b,l）==0）

{

return1;

}

for（i=0;i

c[i]=0;

divt（a,b,d,c）;

mov（b,a）;/*b--->a*/

mov（c,b）;/*c--->b*/

}while（cmp（c,o）!

=0）;

/*printf（"Iheyarenotcoprime!

\n"）;*/

return0;

}

voidprime_random（int*p,int*q）

{

inti,k;

time_tt;

p[0]=1;

q[0]=3;

//p[19]=1;

//q[18]=2;

p[MAX-1]=10;

q[MAX-1]=11;

do

{

t=time（NULL）;

srand（（unsignedlong）t）;

for（i=1;i

{

k=rand（）%10;

p[i]=k;

}

k=rand（）%10;

while（k==0）

{

k=rand（）%10;

}

p[p[MAX-1]-1]=k;

}while（（is_prime_san（p））!

=1）;

printf（"素数p为:

"）;

for（i=0;i

{

printf（"%d",p[p[MAX-1]-i-1]）;

}

printf（"\n\n"）;

do

{

t=time（NULL）;

srand（（unsignedlong）t）;

for（i=1;i

{

k=rand（）%10;

q[i]=k;

}

}while（（is_prime_san（q））!

=1）;

printf（"素数q为:

"）;

for（i=0;i

{

printf（"%d",q[q[MAX-1]-i-1]）;

}

printf（"\n\n"）;

return;

}

voiderand（inte[MAX],intm[MAX]）

{

inti,k;

time_tt;

e[MAX-1]=5;

printf（"随机产生一个与（p-1）*（q-1）互素的e:

"）;

do

{

t=time（NULL）;

srand（（unsignedlong）t）;

for（i=0;i

{

k=rand（）%10;

e[i]=k;

}

while（（k=rand（）%10）==0）

k=rand（）%10;

e[e[MAX-1]-1]=k;

}while（coprime（e,m）!

=1）;

for（i=0;i

{

printf（"%d",e[e[MAX-1]-i-1]）;

}

printf（"\n\n"）;

return;

}

voidrsad（inte[MAX],intg[MAX],int*d）

{

intr[MAX],n1[MAX],n2[MAX],k[MAX],w[MAX];

inti,t[MAX],b1[MAX],b2[MAX],temp[MAX];

mov（g,n1）;

mov（e,n2）;

for（i=0;i

k[i]=w[i]=r[i]=temp[i]=b1[i]=b2[i]=t[i]=0;

b1[MAX-1]=0;b1[0]=0;/*/b1=0;*/

b2[MAX-1]=1;b2[0]=1;/*/b2=1;*/

while

（1）

{

for（i=0;i

k[i]=w[i]=0;

divt（n1,n2,k,w）;/*/k=n1/n2;*/

for（i=0;i

temp[i]=0;

mul（k,n2,temp）;/*/temp=k*n2;*/

for（i=0;i

r[i]=0;

sub（n1,temp,r）;

if（（r[MAX-1]==1）&&（r[0]==0））/*/r=0*/

{

break;

}

else

{

mov（n2,n1）;/*/n1=n2;*/

mov（r,n2）;/*/n2=r;*/

mov（b2,t）;/*/t=b2;*/

for（i=0;i

temp[i]=0;

mul（k,b2,temp）;/*/b2=b1-k*b2;*/

for（i=0;i

b2[i]=0;

sub（b1,temp,b2）;

mov（t,b1）;

}

}

for（i=0;i

t[i]=0;

add（b2,g,t）;

for（i=0;i

temp[i]=d[i]=0;

divt（t,g,temp,d）;

printf（"由以上的（p-1）*（q-1）和e计算得出的d:

"）;

for（i=0;i

printf（"%d",d[d[MAX-1]-i-1]）;

printf（"\n\n"）;

}

/*/求解密密钥d的函数（根据Euclid算法）96403770511368768000*/

unsignedlongrsa（unsignedlongp,unsignedlongq,unsignedlonge）/*/求解密密钥d的函数（根据Euclid算法）*/

{

unsignedlongg,k,r,n1,n2,t;

unsignedlongb1=0,b2=1;

g=（p-1）*（q-1）;

n1=g;

n2=e;

while

（1）

{

k=n1/n2;

r=n1-k*n2;

if（r!

=0）

{

n1=n2;

n2=r;

t=b2;

b2=b1-k*b2;

b1=t;

}

else

{

break;

}

}

return（g+b2）%g;

}

/*/------------------------------------------导入导出公钥和私钥------------------------------------/*/

voidloadpkey（inte[MAX],intn[MAX]）//导入公钥

{

FILE*fp;

charfilename[25],str[MAX],ch;

inti,k;

for（i=0;i

e[i]=n[i]=0;

while

（1）

{

printf（"\n"）;

printf（"为导入（e,n），请输入加密密钥对文件路径:

\n"）;

scanf（"%s",filename）;

if（（fp=fopen（filename,"r"））==NULL）

printf（"输入的文件不存在，请重新输入!

\n"）;

elsebreak;

}

k=0;

while（（ch=fgetc（fp））!

=EOF）

{

if（ch!

=''）

{

str[k]=ch;

k++;

}

else

{

for（i=0;i

{

e[i]=str[k-i-1]-48;

}

e[MAX-1]=k;

k=0;

}

}

for（i=0;i

n[i]=str[k-i-1]-48;

n[MAX-1]=k;

printf（"\n加密密钥e:

"）;

for（i=0;i

printf（"%d",e[e[MAX-1]-i-1]）;

printf（"\n"）;

printf（"\n公钥n:

"）;

for（i=0;i

printf（"%d",n[n[MAX-1]-i-1]）;

printf（"\n"）;

fclose（fp）;

printf（"\n导入（e,n）成功!

\n"）;

getchar（）;

}

voidloadskey（intd[MAX],intn[MAX]）//导入私钥

{

{

FILE*fp;

charfilename[25],str[MAX],ch;

inti,k;

for（i=0;i

d[i]=n[i]=0;

while

（1）

{

printf（"为导入（d,n），请输入解密密钥对文件的路径:

\n"）;

scanf（"%s",filename）;

if（（fp=fopen（filename,"r"））==NULL）

{

printf（"输入的文件不存在，请重新输入!

\n"）;

}

elsebreak;

}

k=0;

while（（ch=fgetc（fp））!

=EOF）

{

if（ch!

=''）

{

str[k]=ch;

k++;

}