eccdlg.cpp

非对称密码系统,包含RSA,ECC,大数乘法。

// EccDlg.cpp : implementation file
//

#include "stdafx.h"
#include "ASYMMETRIC KEY CRYPTOSYSTEM.h"
#include "EccDlg.h"
#include "string.h"
#include "iostream.h"
#include "tommath.h"
#include "ECC.h"

#ifdef _DEBUG
#define new DEBUG_NEW
#undef THIS_FILE
static char THIS_FILE[] = __FILE__;
#endif

#define BIT_LEN 800 
#define KEY_LONG 128  //私钥比特长
#define P_LONG 200    //有限域P比特长
#define EN_LONG 40    //一次取明文字节数(x,20)(y,20)

mp_int GX;
	mp_int GY;
	mp_int K;//私有密钥
	mp_int A;
	mp_int B;
	mp_int QX;
	mp_int QY;
	mp_int P;//Fp中的p(有限域P)
//得到lon比特长素数
int GetPrime(mp_int *m,int lon);
//得到B和G点X坐标G点Y坐标
void Get_B_X_Y(mp_int *x1,mp_int *y1,mp_int *b,  mp_int *a,  mp_int *p);
//点乘
bool Ecc_points_mul(mp_int *qx,mp_int *qy, mp_int *px, mp_int *py,mp_int *d,mp_int *a,mp_int *p);
//点加
int Two_points_add(mp_int *x1,mp_int *y1,mp_int *x2,mp_int *y2,mp_int *x3,mp_int *y3,mp_int *a,bool zero,mp_int *p);
//二进制存储密文
int chmistore(mp_int *a,FILE *fp);
//把读取的字符存入mp_int型数
int putin(mp_int *a,char *ch,int chlong);
//ECC加密
void Ecc_encipher(mp_int *qx,mp_int *qy, mp_int *px, mp_int *py,mp_int *a,mp_int *p,CString,CString);
//ECC解密
void Ecc_decipher(mp_int *k, mp_int *a,mp_int *p,CString,CString);
//实现将mp_int数a中的比特串还原为字符串并赋给字符串ch：
int chdraw(mp_int *a,char *ch);
//取密文
int miwendraw(mp_int *a,char *ch,int chlong);


int myrng(unsigned char *dst, int len, void *dat)
{
   int x;
   for (x = 0; x < len; x++) dst[x] = rand() & 0xFF;
   return len;
}
int GetPrime(mp_int *m,int lon){
   mp_prime_random_ex(m, 10, lon, 
		(rand()&1)?LTM_PRIME_2MSB_OFF:LTM_PRIME_2MSB_ON, myrng, NULL);
   return MP_OKAY;
}

void Get_B_X_Y(mp_int *x1,mp_int *y1,mp_int *b, mp_int *a, mp_int *p)
{
    mp_int tempx,tempy;
    mp_int temp;
	mp_int compare;
	mp_int temp1;
	mp_int temp2;
	mp_int temp3;
	mp_int temp4;
	mp_int temp5;
	mp_int temp6;
	mp_int temp7;
	mp_int temp8;
    
	mp_init_set_int (&compare, 0);
	mp_init(&tempx);
	mp_init(&tempy);
	mp_init(&temp);
    mp_init(&temp1);
	mp_init(&temp2);
	mp_init(&temp3);
	mp_init(&temp4);
	mp_init(&temp5);
	mp_init(&temp6);
	mp_init(&temp7);
	mp_init(&temp8);

 
   while(1)
   {
     
	 //4a3+27b2≠0 (mod p)
     GetPrime(b,40);
	 mp_expt_d(a, 3, &temp1);
     mp_sqr(b, &temp2);
	 mp_mul_d(&temp1, 4, &temp3);
	 mp_mul_d(&temp2, 27, &temp4);
     mp_add(&temp3, &temp4, &temp5);
	 mp_mod(&temp5,p,&temp);

     if(mp_cmp(&temp, &compare)!=0 )
	 {
		 break;
	 }
   }

   //y2=x3+ax+b,随机产生X坐标,根据X坐标计算Y坐标
   GetPrime(x1,30);
   mp_expt_d(x1, 3, &temp6);
   mp_mul(a, x1, &temp7);
   mp_add(&temp6, &temp7, &temp8);
   mp_add(&temp8, b, &tempx);
   mp_sqrt(&tempx, y1);



   mp_clear(&tempx);
   mp_clear(&tempy);
   mp_clear(&temp);
   mp_clear(&temp1);
   mp_clear(&temp2);
   mp_clear(&temp3);
   mp_clear(&temp4);
   mp_clear(&temp5);
   mp_clear(&temp6);
   mp_clear(&temp7);
   mp_clear(&temp8);


}

bool Ecc_points_mul(mp_int *qx,mp_int *qy, mp_int *px, mp_int *py,mp_int *d,mp_int *a,mp_int *p)
{
mp_int X1, Y1;
mp_int X2, Y2;
mp_int X3, Y3;
mp_int XX1, YY1;
mp_int A,P;

int i;
bool zero=false;
char Bt_array[800]={0};
char cm='1';

    mp_toradix(d,Bt_array,2); 

    mp_init_set_int(&X3, 0);
    mp_init_set_int(&Y3, 0);
	mp_init_copy(&X1, px);
	mp_init_copy(&X2, px);
    mp_init_copy(&XX1, px);
	mp_init_copy(&Y1, py);
	mp_init_copy(&Y2, py);
	mp_init_copy(&YY1, py);

	mp_init_copy(&A, a);
	mp_init_copy(&P, p);

	for(i=1;i<=KEY_LONG-1;i++)
	{
	   mp_copy(&X2, &X1);
	   mp_copy(&Y2, &Y1);
	   Two_points_add(&X1,&Y1,&X2,&Y2,&X3,&Y3,&A,zero,&P);  
       mp_copy(&X3, &X2);
	   mp_copy(&Y3, &Y2);
	   if(Bt_array[i]==cm)
	   {
		  
		   mp_copy(&XX1, &X1);
		   mp_copy(&YY1, &Y1);
		   Two_points_add(&X1,&Y1,&X2,&Y2,&X3,&Y3,&A,zero,&P);
		   mp_copy(&X3, &X2);
		   mp_copy(&Y3, &Y2);

	   }

	}
		
   if(zero)
   {
	   cout<<"It is Zero_Unit!";
       return false;//如果Q为零从新产生D
   }

   mp_copy(&X3, qx);
   mp_copy(&Y3, qy);

   mp_clear(&X1);
   mp_clear(&Y1);
   mp_clear(&X2);
   mp_clear(&Y2);
   mp_clear(&X3);
   mp_clear(&Y3);
   mp_clear(&XX1);
   mp_clear(&YY1);
   mp_clear(&A);
   mp_clear(&P);
  
   return true;
}

//两点加
int Two_points_add(mp_int *x1,mp_int *y1,mp_int *x2,mp_int *y2,mp_int *x3,mp_int *y3,mp_int *a,bool zero,mp_int *p)
{
mp_int x2x1;
mp_int y2y1;
mp_int tempk;
mp_int tempy;
mp_int tempzero;
mp_int k;
mp_int temp1;
mp_int temp2;
mp_int temp3;
mp_int temp4;
mp_int temp5;
mp_int temp6;
mp_int temp7;
mp_int temp8;
mp_int temp9;
mp_int temp10;


mp_init(&x2x1);
mp_init(&y2y1);
mp_init(&tempk);
mp_init(&tempy);
mp_init(&tempzero);
mp_init(&k);
mp_init(&temp1);
mp_init(&temp2);
mp_init_set(&temp3,2);
mp_init(&temp4);
mp_init(&temp5);
mp_init(&temp6);
mp_init(&temp7);
mp_init(&temp8);
mp_init(&temp9);
mp_init(&temp10);


   if(zero)
   {
	  mp_copy(x1, x3);
      mp_copy(y1, y3);
	  zero=false;
	  goto L;
   }
   mp_zero(&tempzero);
   mp_sub(x2, x1, &x2x1);
   if(mp_cmp(&x2x1,&tempzero)==-1)
   {
	  
	  mp_add(&x2x1, p, &temp1);
	  mp_zero(&x2x1);
      mp_copy(&temp1, &x2x1);
   }
   mp_sub(y2, y1, &y2y1);
   if(mp_cmp(&y2y1,&tempzero)==-1)
   {
     
	  mp_add(&y2y1, p, &temp2);
	  mp_zero(&y2y1);
      mp_copy(&temp2, &y2y1);
   }
   if(mp_cmp(&x2x1, &tempzero)!=0)
   {
	   
	   mp_invmod(&x2x1,p,&tempk);
	   
	   mp_mulmod(&y2y1, &tempk, p, &k);
   }
   else
   {
	   if(mp_cmp(&y2y1, &tempzero)==0)
	   {
		  
		  mp_mulmod(&temp3,y1,p,&tempy);
          mp_invmod(&tempy,p,&tempk);
          mp_sqr(x1, &temp4);     
		  mp_mul_d(&temp4, 3, &temp5);
		  mp_add(&temp5, a, &temp6);
          mp_mulmod(&temp6, &tempk, p, &k);
		  
	   }
	   else
	   {
		  zero=true;
		  goto L;
	   }
   }  
 
   mp_sqr(&k, &temp7);
   mp_sub(&temp7, x1, &temp8);
   mp_submod(&temp8, x2, p, x3);
 
   mp_sub(x1, x3, &temp9);
   mp_mul(&temp9, &k, &temp10);
   mp_submod(&temp10, y1, p, y3);


L:

   mp_clear(&x2x1);
   mp_clear(&y2y1);
   mp_clear(&tempk);
   mp_clear(&tempy);
   mp_clear(&tempzero);
   mp_clear(&k);
   mp_clear(&temp1);
   mp_clear(&temp2);
   mp_clear(&temp3);
   mp_clear(&temp4);
   mp_clear(&temp5);
   mp_clear(&temp6);
   mp_clear(&temp7);
   mp_clear(&temp8);
   mp_clear(&temp9);
   mp_clear(&temp10);

   return 1;

}

//二进制存储密文
int chmistore(mp_int *a,FILE *fp)
{

   int i,j;
   char ch;
   char chtem[4];

   mp_digit yy=(mp_digit)255;
   for (i=0; i <= a->used - 1;  i++) { 

      chtem[3]=(char)(a->dp[i] & yy);     
      chtem[2]=(char)((a->dp[i] >> (mp_digit)8) & yy);	    
	  chtem[1]=(char)((a->dp[i] >> (mp_digit)16) & yy);    
      chtem[0]=(char)((a->dp[i] >> (mp_digit)24) & yy);

      for(j=0;j<4;j++)
	  {
	      fprintf(fp,"%c",chtem[j]);
	  }
      
  }  

  ch=char(255);
  fprintf(fp, "%c", ch);
  return MP_OKAY;
}


//把读取的字符存入mp_int型数
int putin(mp_int *a,char *ch,int chlong)
{
	mp_digit *temp,yy;
	int i,j,res;
	if(a->alloc<chlong*2/7+2)
	{
		if((res=mp_grow(a,chlong*2/7+2))!=MP_OKAY)
			return res;
	}
    
	a->sign=0;
	mp_zero(a);
	temp=a->dp;
	i=0;
	yy=(mp_digit)15;

	if(chlong<4)
	{
            for(j=chlong-1;j>=0;j--)
			{
			   *temp |= (mp_digit)(ch[j] & 255);
               *temp <<= (mp_digit)CHAR_BIT;
			}
			*temp >>= (mp_digit)8;
			a->used=1;
			return MP_OKAY;
	}

	if(chlong<7)
	{
	        i+=4;
            *++temp |= (mp_digit)(ch[i-1] & yy);
		    *temp <<= (mp_digit)CHAR_BIT;
            *temp |= (mp_digit)(ch[i-2] & 255);
		    *temp <<= (mp_digit)CHAR_BIT;
            *temp |= (mp_digit)(ch[i-3] & 255);
		    *temp <<= (mp_digit)CHAR_BIT;
            *temp-- |= (mp_digit)(ch[i-4] & 255); //存放被切分的字符的低四位

            
            for(j=chlong-1;j>=i;j--)
			{  
			   *temp |= (mp_digit)(ch[j] & 255);
			   *temp <<= (mp_digit)CHAR_BIT;			                
			}
            *temp >>= (mp_digit)4;
            *temp |= (mp_digit)((ch[i-1] & 255) >> 4);  //存放被切分的字符的高四位
            
			a->used=2;
			return MP_OKAY;
	}

        //以7个字符为单元循环，把七个字符放入的mp_int 的两个单元中
	for(j=0;j<chlong/7;j++)
	{
		i+=7;
		*++temp |= (mp_digit)(ch[i-1] & 255);
		*temp <<= (mp_digit)CHAR_BIT;
        *temp |= (mp_digit)(ch[i-2] & 255);
		*temp <<= (mp_digit)CHAR_BIT;
        *temp |= (mp_digit)(ch[i-3] & 255);
		*temp <<= (mp_digit)4;
        *temp-- |= (mp_digit)((ch[i-4] & 255) >> 4);    //存放被切分的字符的高四位

		*temp |= (mp_digit)(ch[i-4] & yy);      //存放被切分的字符的低四位
        *temp <<= (mp_digit)CHAR_BIT;
        *temp |= (mp_digit)(ch[i-5] & 255);
		*temp <<= (mp_digit)CHAR_BIT;
        *temp |= (mp_digit)(ch[i-6] & 255);
		*temp <<= (mp_digit)CHAR_BIT;
        *temp++ |= (mp_digit)(ch[i-7] & 255); 

		temp++;
	
	}
 
	if((chlong>=7)&&(chlong%7!=0))        //剩余字符的存放
	{
		if(chlong%7 < 4)           //剩余字符少余4个时，只需一个mp_digit单元存放
		{
			for(j=chlong-1;j>=i;j--)
			{
			   *temp |= (mp_digit)(ch[j] & 255);
               *temp <<= (mp_digit)CHAR_BIT;
			}
			*temp >>= (mp_digit)8;
			a->used=chlong*2/7+1;
		}
		else
		{                       //剩余字符不小于4个时，需两个mp_digit单元存放
			i+=4;
            *temp |= (mp_digit)(ch[i-1] & yy);
		    *temp <<= (mp_digit)CHAR_BIT;
            *temp |= (mp_digit)(ch[i-2] & 255);
		    *temp <<= (mp_digit)CHAR_BIT;
            *temp |= (mp_digit)(ch[i-3] & 255);
		    *temp <<= (mp_digit)CHAR_BIT;
            *temp++ |= (mp_digit)(ch[i-4] & 255); //存放被切分的字符的低四位

            
            for(j=chlong-1;j>=i;j--)
			{  
			   *temp |= (mp_digit)(ch[j] & 255);
			   *temp <<= (mp_digit)CHAR_BIT;			                
			}
            *temp >>= (mp_digit)4;
            *temp |= (mp_digit)((ch[i-1] & 255) >> 4);  //存放被切分的字符的高四位
            
			a->used=chlong*2/7+2;
		}

	}
	else
	{
	   a->used=chlong*2/7;
	}
	return MP_OKAY;
}


void Ecc_encipher(mp_int *qx,mp_int *qy, mp_int *px, mp_int *py,mp_int *a,mp_int *p,CString filehead,CString filefoot)
{
   CFileDialog fd(TRUE);
   CString filen;
   char fn[40];
   if(IDOK==fd.DoModal())  // 启动用于选择文件的对话框
	{
		//选择了文件
		filen=fd.GetFileName();  //获取选择的文件的文件名
		strcpy(fn,filen.GetBuffer(0));
	}
	else return; //按了取消按钮

	mp_int mx, my;
	mp_int c1x, c1y;
	mp_int c2x, c2y;
    mp_int r;
	mp_int tempx, tempy;
    bool zero=false;
    FILE *fp,*fq;
	int i;
    char miwenx[280]={0};
    char miweny[280]={0};
	char stemp[650]={0};


	mp_init(&mx);
	mp_init(&my);
	mp_init(&c1x);
	mp_init(&c1y);
	mp_init(&c2x);
	mp_init(&c2y);
    mp_init(&r);
	mp_init(&tempx);
	mp_init(&tempy);

	GetPrime(&r, 100);

	//char filehead[60],filefoot[20],
	char filename[85]={0};
    strcpy(filename,fn);
    //cout<<"请输入您要加密文件的存放路径和文件名(如:  c:\\000\\大整数运算  ):"<<endl;
	//cin>>filehead;
   // cout<<"请输入您要加密文件的扩展名(如:  .doc  ):"<<endl;
//	cin>>filefoot;
	//strcpy(filename,filehead);
	//strcat(filename,filefoot);
	

//打开要加密文件
	if((fp=fopen(filename,"rb"))==NULL)
	{
	  AfxMessageBox("Can not open file");
		exit(1);
	}

	unsigned int FileLong=0;//文件字符长度
	char ChTem;//临时字符变
	int Frequency=0;
	int Residue=0;

    while( !feof(fp) )//找文件字符长度
	{
		ChTem = fgetc( fp );
		FileLong++;
	}
    --FileLong;


	Frequency = FileLong/EN_LONG;
	Residue = FileLong%EN_LONG;

	int enlongtemp=EN_LONG/2;
	//printf("%d\n",Frequency);  
	//printf("%d\n",Residue);