java處理加密文件---實現RSA算法

openkk 12年前發布 | 30K 次閱讀 Java 算法
1  RSA算法的原理如下:
1.1原理
     假設我們需要將信息從機器A傳到機器B,首先由機器B隨機確定一個Key,我們稱之為密匙private_key,將這個可KEY始終保存在機器B中而不發出來;然后,由這個private_key計算出另一個Key,我們稱之為公匙Public_key。這個Public_key的特性是幾乎不可能通過該 Key計算生成它的private_key。接下來通過網絡把這個Public_key傳給機器A,
機器A受到Public_key后,利用該key,將信息加密,并把加密后的信息通過網絡發送到機器B,最后機器B利用已知的private_key,就可以解開加密信息。
1.2步驟
RSA算法的安全性依賴于大數因數分解的困難性。公匙和私匙都是兩個大素數的函數。
1.2.1
     首先選擇兩個大素數p、q,計算n=p*q; m=(p-1)*(q-1);
1.2.2
     而后隨機選擇加密密匙Public_key,要求和m互質,比如Public_key=m-1;
1.2.3
利用歐幾里德算法計算解密密匙private_key,使private_key滿足
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時,利用公式secretword=text^Public_key (mod n)得到密文secretword
1.2.5
解密時利用公式word=text^private_key(mod n)得到原文word=text.。

2程序
本算法用JAVA編程語言實現,開發環境為Eclipse
//BJTU 軟件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

    //判斷是否為素數
    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;
    }
    //輸入PQ
    public void inputPQ()throws Exception
    {
        do{
                System.out.println("請輸入素數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("請輸入素數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("這兩個素數的乘積為p*q:"+this.n);
        System.out.println("所得的小于N并且與N互素的整數的個數為m=(p-1)(q-1):"+this.m);
    }
    //求最大公約數
    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;

    }
    //輸入公匙
    public void getPublic_key()throws Exception
    {
        do{
            System.out.println("請輸入一個公鑰的值,這個值要求小于m并且和m互質: ");
            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("公鑰為:"+this.public_key);
    }
    //計算得到密匙
    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("產生的一個私鑰為:"+this.private_key);
    }
    //輸入明文
    public void getText()throws Exception
    {
        System.out.println("請輸入明文:");
        BufferedReader stdin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        String br=stdin.readLine();
        this.text=Long.parseLong(br);
    }
    //加密、解密計算
    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("輸入明文為: "+this.text);
        //加密
        this.secretword=this.colum(this.text,this.n,this.public_key);
        System.out.println("所得的密文為:"+this.secretword);
        //解密
        this.word=this.colum(this.secretword,this.n,this.private_key);
        System.out.println("解密后所得的明文為:"+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試驗介紹
2.1輸入PQ,計算m、n
 
3.2輸入公匙,產生密匙
 
3.3輸入明文,產生密文,并解密
此處時間限制,明文暫時用個數字代替,有興趣的可以改變程序,變成一段數字
 

請輸入素數p: 
23
請輸入素數q: 
29
這兩個素數的乘積為p*q:667
所得的小于N并且與N互素的整數的個數為m=(p-1)(q-1):616
請輸入一個公鑰的值,這個值要求小于m并且和m互質: 
611
gcd:1
gcd:1
gcd:1
gcd:1
公鑰為:611
產生的一個私鑰為:123
請輸入明文:
311
輸入明文為: 311
所得的密文為:653
解密后所得的明文為:311
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