📄 rsawang1.cpp
字号:
#include "stdafx.h"
//#include "RSATest1.h"
#include "Rsawang1.h"
#ifdef _DEBUG
#define new DEBUG_NEW
#undef THIS_FILE
static char THIS_FILE[] = __FILE__;
#endif
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// CRsaA
IMPLEMENT_DYNCREATE(CRsaA, CCmdTarget)
CRsaA::CRsaA()
{
InitInt();
}
CRsaA::~CRsaA()
{
}
BEGIN_MESSAGE_MAP(CRsaA, CCmdTarget)
//{{AFX_MSG_MAP(CRsaA)
// NOTE - the ClassWizard will add and remove mapping macros here.
//}}AFX_MSG_MAP
//ON_MESSAGE(WM_COMPUTING,OnComputing)
END_MESSAGE_MAP()
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// CRsaA message handlers
/*----------------------------------------------------------------------------
功能：进行相关大数的初始化
入口参数：无
返回值：无
----------------------------------------------------------------------------*/
void CRsaA::InitInt(void)
{
SetZero(ZEROVALUE); //对大数变量zerovalue清零
memset(mZEROVALUE,0,MLENGTH);
SetZero(ONEVALUE); //对大数变量ONEVALUE进行清零
ONEVALUE[DATALENGTH-1]=1; //ONEVALUE的最后一位为1
SetZero(TWOVALUE); //将TOWVALUE进行清零
TWOVALUE[DATALENGTH-1]=2; //TOWVALUE的最后一位为2
SetZero(EIGHTVALUE); //对EIGHTVALUE进行清零
EIGHTVALUE[DATALENGTH-1]=8; //最后一位为8
return ;
}
/*---------------------------------------------------------------------------
功能：将一个大数A转换为相应的字符串形式
入口参数：大数A
返回值：相对应的字符串
----------------------------------------------------------------------------*/
CString CRsaA::PrtInt(byteint A)
{
register i=0;
int m,n;
while(i<DATALENGTH && A[i]==0) //跳过大数开始的空白0
i++;
if(i<DATALENGTH)
m=DATALENGTH-i; //求出有用的大数长度
n=0;
//注意到这里的i已经是数组中第一个非零元素的对应位置，
CString str=""; //因此下面的循环就是从数组中
//存放的数的最高位开始输出。
while(i<DATALENGTH)
{
str += (A[i++]+'0');
}
return str;
}
/*---------------------------------------------------------------------------
功能：大数A与大数B相乘，结果放入C中 A×B->C
入口参数：被乘数A和乘数B，结果C
返回值：无
----------------------------------------------------------------------------*/
void CRsaA::Multiply(byteint A,byteint B,byteint C)
{
register i,j,w;
int X,Y,Z;
int Avalid=0; //Avalid=validating bits of A
int Bvalid=0; //Avalid=validating bits of B
while (A[Avalid]==0 && Avalid<DATALENGTH)
Avalid++; //计算Avalid
while (B[Bvalid]==0 && Bvalid<DATALENGTH)
Bvalid++; //计算Bvalid
SetZero(C); //将C清零初始化
for(i=DATALENGTH-1;i>=Avalid;i--)
for(j=DATALENGTH-1;j>=Bvalid;j--) //逐位进行相乘运算
{
X=A[i]*B[j];
Y=X/10;
Z=X-10*Y;
w=i+j-(DATALENGTH-1);
C[w]=C[w]+Z;
C[w-1]=C[w-1]+(C[w]/10)+Y;
C[w]=C[w]-(C[w]/10)*10;
}
return;
}
/*---------------------------------------------------------------------------
功能：将指定的自定义的大数进行0初始化
入口参数：大数A名
返回值：无
----------------------------------------------------------------------------*/
void CRsaA::SetZero(byteint A)
{
memset(A,0,DATALENGTH); //调用系统函数进行初始化
}
/*---------------------------------------------------------------------------
功能：将大数B拷贝到大数A中
入口参数：大数A，大数B
返回值：无
----------------------------------------------------------------------------*/
void CRsaA::IntCpy(byteint A,byteint B)
{
memcpy(A,B,DATALENGTH); //调用系统函数完成拷贝
}
/*---------------------------------------------------------------------------
功能：A＋B的结果送C
入口参数：大数A,B,C
返回值：无
----------------------------------------------------------------------------*/
void CRsaA::Plus(byteint A,byteint B,byteint C)
{
register i;//,w;
int X,Y,Z,m,n,valid;
m=IntValid(A); //计算A的长度
n=IntValid(B); //计算B的长度
valid=(m>n)?m+1:n+1; //计算时要以最长的数为准
SetZero(C); //将C清零
for(i=DATALENGTH-1;i>=DATALENGTH-valid;i--)
{
X=A[i]+B[i]; //按位相加
Y=X/10;
Z=X-10*Y;
C[i]=C[i]+Z; //计算进位
C[i-1]=C[i-1]+Y;
}
}
/*---------------------------------------------------------------------------
功能：大数SA减去大数SB，结果放入SC
入口参数：被减数SA，减数SB，差SC
返回值：无
----------------------------------------------------------------------------*/
void CRsaA::Substract(byteint SA,byteint SB,byteint SC)
{
byteint buf;
register i,j;
int X;
IntCpy(buf,SA); //将SA的内容拷贝到buf中
SetZero(SC); //SC清零初始化
for(i=DATALENGTH-1;i>=0;i--)
{
if(buf[i]<SB[i]) //如果最低位不够减
{
buf[i]=buf[i]+10; //向高位借1
if(buf[i-1]>0) //如果高位够减，直接减1
(buf[i-1])--;
else //否则一直找到够减的位
{
j=i-1;
while(buf[j]==0) //j不会出现越界，是因为保证了最高位不为0
buf[j--]=9;
buf[j]=buf[j]-1;
}
}
X=buf[i]-SB[i]; //将各位减的结果存入SC中
SC[i]=X;
}
}
/*---------------------------------------------------------------------------
功能：比较两个大数A和B的大小
入口参数：大数A和大数B
返回值：A>B:return 1 ; A=B:return 0 ; A<B:return -1
----------------------------------------------------------------------------*/
int CRsaA::IntCmp(byteint A,byteint B)
{
int stat;
stat=memcmp(A,B,DATALENGTH); //系统函数
if(stat==0)
return 0;
if(stat>0)
return 1;
return -1;
}
/*---------------------------------------------------------------------------
功能：得到一个大数的非零位数
入口参数：大数validtemp
返回值：大数中非零的位数
----------------------------------------------------------------------------*/
int CRsaA::IntValid(byteint validtemp)
{
register i=0;
while(validtemp[i]==0 && i<DATALENGTH)
i++;
return DATALENGTH-i;
}
/*---------------------------------------------------------------------------
功能：计算大数A÷B的结果，余数放在C中，商在D中
入口参数：被除数A，除数B，余数C，商D
返回值：无
----------------------------------------------------------------------------*/
void CRsaA::SetMode(byteint A,byteint B,byteint C,byteint D)
{
register i,j,k;
int valid_1,valid_2,valid,sbits,cmpval;
byteint buf1,buf2;
SetZero(buf1); SetZero(buf2);
SetZero(D); //将大数D进行清零初始化
IntCpy(C,A); //将被除数A拷贝到C中
valid_2=IntValid(B); //计算B(除数)的位数,
while((cmpval=IntCmp(C,B))>0) //变除法为减法,每减一次就判断是否有C>B,如果满足就继续减。
{
valid_1=IntValid(C); //计算C(被除数)的位数,因为它的位数在循环过程中是变化的
//做减法后(C-B)仍然存放在C中
valid=valid_1-valid_2; //C的长度与B的长度的差（该值最小为0）
if(valid>0) //如果被除数比除数的位数多
{
i=DATALENGTH-valid_1; //被除数前导零的个数
j=DATALENGTH-valid_2; //除数前导零的个数，作下标指示器
sbits=0;
for(k=j;k<DATALENGTH;k++)
{
if(C[i]>B[j]) //从C和B的最高位开始依次比较对应位的大小，判断是否够减
break;
if(C[i]<B[j])
{
sbits=1; //如果不够减，那么C就退一位，再做减法
break;
}
i++;j++; //当C和B的最高位相等时,就比较二者的次高位
}
valid=valid-sbits;
SetZero(buf1); //buf1清零
for(i=valid;i<DATALENGTH;i++)
{
j=i-valid;
buf1[j]=B[i]; //buf1中存放的是B左移若干位之后得到的值
//如果够减,则B左移后最高位与C的最高位对齐,
//否则与C的次高位对齐
}
}
else
IntCpy(buf1,B); //当C和B的位数相同时,就直接把B放入缓冲区buf1中
D[DATALENGTH-1-valid]++; //这里保存的是在某一位上所做的减法的次数，每做一次就加1
Substract(C,buf1,buf2); //不论C的长度与B的长度的差是否大于0，都要做减法，直到C<=B
IntCpy(C,buf2);
}
if(cmpval==0) //两个数相等
{
SetZero(C); //余数为0
D[DATALENGTH-1]++; //商为1
}
}
/*---------------------------------------------------------------------------
功能：随机地产生一个大数奇数，长度为num，最高位不是0，存放在RandomA中
入口参数：大数A，长度num
返回值：无
----------------------------------------------------------------------------*/
void CRsaA::IntRandom(byteint RandomA,int num)
{
int i;
SetZero(RandomA); //将RandomA清零
while(!(RandomA[DATALENGTH-1]%2)) //判断条件保证RandomA的最后一位数是奇数
RandomA[DATALENGTH-1]=rand()%10; //如果最后一位是偶数，则从新产生最后一位
while(!(RandomA[DATALENGTH-num])) //判断条件保证RandomA最高位不是0
RandomA[DATALENGTH-num]=rand()%10;//如果最高位是0,则从新产生最高位
i=DATALENGTH-2;
while(i>=DATALENGTH-num+1) //循环产生从次低位开始到次高位的所有位上的数
RandomA[i--]=rand()%10;
}
/*---------------------------------------------------------------------------
功能：将质数类型B拷贝到A中，实现类型转换
入口参数：大数A，质数类型B
返回值：无
----------------------------------------------------------------------------*/
//功能：将数B拷贝到大数A，实现类型转换
void CRsaA::LoadInt(byteint A,mtype B)
{
register i,j;
SetZero(A); //A进行清零初始化
i=DATALENGTH-1;
j=MLENGTH-1;
while(j>0) //循环拷贝各位数字
{
A[i--]=B[j--];
}
}
/*---------------------------------------------------------------------------
功能：该函数用来从集合[1,b-1]中产生若干个用于检测的数，存放在Model[]中
入口参数：无
返回值：无
----------------------------------------------------------------------------*/
void CRsaA::Mdata()
{
register i,j; //Randomly choose a set of 100 numbers in [1,b-1]
int k=MLENGTH-2;
memset(Model,0,TESTNUM*MLENGTH); //这个函数在这里用来将整个数组清零，进行初始化
srand( (unsigned)time( NULL ) ); //进行随机函数的初始化
for(i=0;i<TESTNUM;i++) //TESTNUM为需要产生的个数
{
for(j=MLENGTH-1;j>=k;j--)
{
Model[i][j]=rand()%10; //注意这里与测试素数的程序中的区别，
}
if((memcmp(Model[i],mZEROVALUE,MLENGTH))==0)
i--;
k--; //保证所产生的数不为0
if (k<0) k=MLENGTH-2;
}
}
/*---------------------------------------------------------------------------
功能：该函数用来将十进制的大整数转换成二进制的数
入口参数：需转换的大数B，二进制结果flag[400]
返回值：无
----------------------------------------------------------------------------*/
void CRsaA::TransBi(byteint B,signed char flag[400])
{
byteint buf;
byteint result;
byteint temp;
register i;
SetZero(buf); SetZero(result); SetZero(temp);
memset(flag,0,400); //将flag数组清零
i=399;
IntCpy(buf,B); //将B拷贝到buf中
while(IntCmp(buf,ZEROVALUE)==1) //如果buf内容为0
{
SetMode(buf,TWOVALUE,temp,result); //将buf进行大数的模2运算，商在result中，余数temp
flag[i]=temp[DATALENGTH-1];
IntCpy(buf,result); //对商继续进行模2运算
i--;
}
flag[i]=-1; //设置一个标志位，表明二进制数的开始
}
/*---------------------------------------------------------------------------
功能：该函数用来进行模幂算法，A为底数，模为c，二进制的指数B存放在数组flag中
入口参数：底数A，模C，结果D，二进制质数flag[400]
返回值：A^B=1(mod C),返回1；A^B=p-1(mod C),返回2；否则返回0
----------------------------------------------------------------------------*/
int CRsaA::PowerMode(byteint A,byteint C,byteint D,signed char flag[400])
{
byteint buf;
byteint result;
byteint temp,P;
register i;
SetZero(D); SetZero(buf); SetZero(result); SetZero(temp); SetZero(P); //将D清零
IntCpy(temp,A); //将A的值拷贝到temp中
if(flag[399]==1) //最低位为1，拷贝本身，flag[i]只有1或者0两种情况
IntCpy(result,A);
else //最低位为0，则幂为1
IntCpy(result,ONEVALUE);
i=398;
while(flag[i]!=-1) //判断是否已经到达指数尽头
{
Multiply(temp,temp,buf); //temp*temp->buf
SetMode(buf,C,temp,P); //buf%c余数->temp,商->p
if(flag[i]!=0) //如果该位不是0，则将其和前一步低一位的结果进行乘法运算
{ //否则，将其作为该位的模，在高一位的运算中，只要进行一次
Multiply(temp,result,buf); //平方运算，就可以得到高一位的模
SetMode(buf,C,result,P);
}
i--;
} //result中存放的是最终结果
IntCpy(buf,C);
IntCpy(D,result);
Substract(buf,ONEVALUE,temp);
if(IntCmp(result,ONEVALUE)==0) //p mod n=1，判断是否有A^B=1(mod C)
return 1;
if(IntCmp(result,temp)==0) //p mod n=-1[p-1=-1(mod p)]，判断是否有A^B=p-1(mod C)
return 2;
return 0;
}
/*---------------------------------------------------------------------------
功能：产生一个质数
入口参数：大数Prm
返回值：产生成功，返回0
----------------------------------------------------------------------------*/
int CRsaA::Prime(byteint Prm)
{
int i,k,ok;
signed char flag[400];
byteint A,B,D,buf1,buf2;
SetZero(A); SetZero(B); SetZero(D); SetZero(buf1); SetZero(buf2);
while(1) //一直循环直到找到一个素数为止
{
int pass=0;
srand( (unsigned)time( NULL ) ); //初始化srand
IntRandom(B,MLENGTH); //随机产生一个大数B try b if prime,B是一个奇数
IntCpy(Prm,B); //将B拷贝到prm中 C=N result prime
Substract(B,ONEVALUE,buf1); //将B-ONEVALUE的结果放到buf1中
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