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用java实现rsa算法


  1  rsa算法的原理如下:
1.1原理
     假设我们需要将信息从机器a传到机器b,首先由机器b随机确定一个key,我们称之为密匙private_key,将这个可key始终保存在机器b中而不发出来;然后,由这个private_key计算出另一个key,我们称之为公匙public_key。这个public_key的特性是几乎不可能通过该key计算生成它的private_key。接下来通过网络把这个public_key传给机器a,
机器a受到public_key后,利用该key,将信息加密,并把加密后的信息通过网络发送到机器b,最后机器b利用已知的private_key,就可以解开加密信息。
1.2步骤
rsa算法的安全性依赖于大数因数分解的困难性。公匙和私匙都是两个大素数的函数。
1.2.1
     首先选择两个大素数p、q,计算n=p*q; m=(p-1)*(q-1);
1.2.2
     而后随机选择加密密匙public_key,要求和m互质,比如public_key=m-1;
1.2.3
利用欧几里德算法计算解密密匙private_key,使private_key满足
public_key*private_key三1(mod m)
其中public_key,n是公匙,private_key是密匙
1.2.4
加密信息text时,利用公式secretword=text^public_key (mod n)得到密文secretword
1.2.5
解密时利用公式word=text^private_key(mod n)得到原文word=text.。

2程序
本算法用java编程语言实现,开发环境为eclipse
//bjtu 软件0404  
import java.io.*;

public class rsa 
{
    private int p=0;
    private int q=0;
    private long n=0;
    private long m=0;
    
    private long public_key=0;//公匙
    private long private_key=0;//密匙
    
    private long text=0;//明文
    private long secretword=0;//密文
    private long word=0;//解密后明文
    
    //判断是否为素数
    public boolean primenumber(long t)
    {
        long k=0;
        k=(long)math.sqrt((double)t);
        boolean flag=true;
        outer:for(int i=2;i<=k;i++)
        {
            if((t%i)==0)
            {
                flag = false;
                break outer;
            }
        }
        return flag;
    }
    //输入pq
    public void inputpq()throws exception
    {
        do{
                system.out.println("请输入素数p: ");
                bufferedreader stdin=new bufferedreader(new inputstreamreader(system.in));
                string br=stdin.readline();
                this.p=integer.parseint(br);
         }
        while(!primenumber(this.p));
        do{
            system.out.println("请输入素数q: ");
            bufferedreader stdin=new bufferedreader(new inputstreamreader(system.in));
            string br=stdin.readline();
            this.q=integer.parseint(br);
        }
        while(!primenumber(this.q));
        this.n=this.p*this.q;
        this.m=(p-1)*(q-1);
        system.out.println("这两个素数的乘积为p*q:"+this.n);
        system.out.println("所得的小于n并且与n互素的整数的个数为m=(p-1)(q-1):"+this.m);
    }
    //求最大公约数
    public long gcd(long a,long b)
    {
        long gcd;
        if(b==0)
            gcd=a;
        else
            gcd=gcd(b,a%b);
        system.out.println("gcd:"+gcd);
        return gcd;
        
    }
    //输入公匙
    public void getpublic_key()throws exception
    {
        do{
            system.out.println("请输入一个公钥的值,这个值要求小于m并且和m互质: ");
            bufferedreader stdin=new bufferedreader(new inputstreamreader(system.in));
            string br=stdin.readline();
            this.public_key=long.parselong(br);
        }while((this.public_key >= this.m) || (this.gcd(this.m,this.public_key)!=1));
        system.out.println("公钥为:"+this.public_key);
    }
    //计算得到密匙
    public void getprivate_key()
    {
        long value=1;
        outer:for(long i=1;;i++)
        {
            value=i*this.m+1;
            system.out.println("value:  "+value);
            if((value%this.public_key==0)&& (value/this.public_key < this.m))
            {
                this.private_key=value/this.public_key;
                break outer;
            }
        }
        system.out.println("产生的一个私钥为:"+this.private_key);
    }
    //输入明文
    public void gettext()throws exception
    {
        system.out.println("请输入明文:");
        bufferedreader stdin=new bufferedreader(new inputstreamreader(system.in));
        string br=stdin.readline();
        this.text=long.parselong(br);
    }
    //加密、解密计算
    public long colum(long y,long n,long key)
    {
        long mul;
        if(key==1)
            mul=y%n;
        else 
            mul=y*this.colum(y,n,key-1)%n;
        return mul;
    }
    
    //加密后解密
    public void pascolum()throws exception
    {
        this.gettext();
        system.out.println("输入明文为: "+this.text);
        //加密
        this.secretword=this.colum(this.text,this.n,this.public_key);
        system.out.println("所得的密文为:"+this.secretword);
        //解密
        this.word=this.colum(this.secretword,this.n,this.private_key);
        system.out.println("解密后所得的明文为:"+this.word);
        
    }
    public static void main(string []args)throws exception
    {
        rsa t = new rsa();
        t.inputpq();
        t.getpublic_key();
        t.getprivate_key();
        t.pascolum();
    }

}
3试验介绍
2.1输入pq,计算m、n
 
3.2输入公匙,产生密匙
 
3.3输入明文,产生密文,并解密
此处时间限制,明文暂时用个数字代替,有兴趣的可以改变程序,变成一段数字
 

请输入素数p: 
23
请输入素数q: 
29
这两个素数的乘积为p*q:667
所得的小于n并且与n互素的整数的个数为m=(p-1)(q-1):616
请输入一个公钥的值,这个值要求小于m并且和m互质: 
611
gcd:1
gcd:1
gcd:1
gcd:1
公钥为:611
产生的一个私钥为:123
请输入明文:
311
输入明文为: 311
所得的密文为:653
解密后所得的明文为:311

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