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金融系统中的RSA算法

时间:2022-10-05 19:33:04浏览次数:126  
标签:prime phi return int RSA long 算法 金融 mod

======================= **基础知识** =======================

对称性算法: 信息传递的双方的加解密信息,需要保护的是解密信息;因为此时加解密的方式是一样的;

非对称性算法(公开密钥加密算法):  信息传递的双方的加解密信息,需要保护的是解密信息,可以公开的是加密信息;此时加解密的方式是不一样的;

举一个最简单的非对称加密方式:

  传递一个 <1000 的数字,每次加密方式是 * 91, 然后传递出去; 解密方式是 接收信息 * 11 % 1000;

 1 #include<iostream>
 2 using namespace std;
 3 
 4 int main() {
 5 
 6    int in_val = 0, pass_val = 0, dec_val = 0;
 7    while(cin >> in_val) {
 8       cout << "input val is " << in_val
 9       << ",then becaom val: " << (pass_val = in_val * 91) <<
10       ", final decode val is: " << (dec_val = pass_val * 11 % 1000) << endl;
11       }
12    return 0;
13 }
最简单的一种RSA

 

非对称加密算法过程:(下面的部分涉及到欧拉定理,具体实现逻辑是通过找到两个互为逆元的值,然后分别保存这一对值作为加密解密的钥匙);

1. 任意选择两个大素数 p, q, n = p * q;

2. φ(n) = φ(p) * φ(q) = (p - 1) * (q - 1)

3. 随机选取一个小于φ(n),且与 φ(n) 互质的 e;

4. 通过e 取得其逆元 d 值,使得 e * d ≡ 1 (mode φ(n));

 证明:已知 phi_n, e, 求e 的逆元 d;

  phi_n = k * e + r ; (k = phi_n / e, r = phi_n % e)

  k * e + r ≡ 0 (mod phi_n)

  k * e * d * r-1 + r * d * r-1 ≡ 0 (mod phi_n)
  k * r-1 + d ≡ 0 (mod phi_n)
  d = - k * r-1 (mod phi_n)  //将一个较大值问题转换成一个较小值问题;

此时可以得到 加密钥匙(公钥): (e, n); 加密过程 Me % n = C

       解密钥匙(私钥): (d, n); 解密过程 Cd % n = M

证明过程:

  (Me )d% n  =  (Me * d )% n = M(k*φ(n) + 1) % n =  M(k*φ(n) ) * M % n = M % n = M

======================= **代码演示** =======================

 1 //#include "RSA.h"
 2 #include <iostream>
 3 using namespace std;
 4 
 5 #ifndef DEBUG
 6 #define MSG 0
 7 #else
 8 #define MSG 1
 9 #endif
10 
11 #define MAX_N 20000
12 int prime[MAX_N] = {0};
13 
14 void init_prime() {
15     for(int i = 2; i < MAX_N; i++) {
16         if(!prime[i]) prime[++prime[0]] = i;
17         for(int j = 1; j <= prime[0]; j++) {
18             if(i * prime[j] >= MAX_N) break;
19             prime[i * prime[j]] = 1;
20             if(!(i % prime[j])) break;
21         }
22     }
23     return;
24 }
25 
26 long long gcd(long long a, long long b){
27     if(!b) return a;
28     return gcd(b, a % b);
29 }
30 
31 long long get_inv(long long e, long long phi, long long &x, long long &y){
32     if(phi == 0) {
33         x = 1, y = 0;
34         return e;
35     }
36     long long r = get_inv(phi ,e % phi, y, x);
37     y -= ( e / phi) * x;
38     return r;
39 }
40 
41 long long quick_mod(long long a, long long b, long long c) {
42     long long ans = 1, temp = a;
43     while(b) {
44         if (b & 1) ans = ans * temp % c;
45         temp = temp *temp % c;
46         b >>= 1;
47     }
48     return ans;
49 }
50 int main()
51 {
52     init_prime();
53     srand(time(0));
54 
55     //1.选取两个大质数;
56     long long p = 0 , q = 0;
57     do{
58         p = random() % 100 + prime[0] - 99;
59         q = random() % 100 + prime[0] - 99;
60     }while(p == q);
61 
62     //2. 获得phi_n;
63     long long n = prime[p] * prime[q], phi_n = (prime[p] - 1) * (prime[q] - 1),
64          e = 0;
65 
66     //3.随机选取一个与phi_n 互质,且小于phi_n 的值
67     while(e == 0 || gcd(e, phi_n) != 1) {
68         e = random() % phi_n;
69     }
70 
71     //4.根据e 获得逆元d;
72     long long d  = 0, y = 0;
73     get_inv(e, phi_n, d, y);
74     d = (((d % phi_n) + phi_n) % phi_n);
75     if(MSG) cout << e << " * " << d << " % " << phi_n << "= " << e * d % phi_n << endl;
76     cout << "( " << e << ", " << n << ")" << endl;
77     cout << "( " << d << ", " << n << ")" << endl;
78 
79     //5. 使用密钥
80     long long M = 0, C = 0;
81 
82     while(cin >> M) {
83         C = quick_mod(M, e , n);
84         printf("intput M value is %lld, the new RSA encryption %lld, %lld\n",
85                     M, C, quick_mod(C, d, n));
86     }
87 
88     return 0;
89 }
RSA

======================= **应用场景** =======================

各类的加密传输信息,无密码登录等场景;

 

标签:prime,phi,return,int,RSA,long,算法,金融,mod
From: https://www.cnblogs.com/ChunboBlog/p/16753499.html

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