RSA加密(快速幂求余)

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rsa快速模指数运算算法

rsa快速模指数运算算法

rsa快速模指数运算算法
RSA(Rivest-Shamir-Adleman)加密算法是一种非对称加密算法,它利用了大素数的乘法和取模运算来实现加密和解密。

快速模
指数运算算法(也称为快速幂算法)是RSA算法中的一个重要部分,用于快速计算大数的指数运算结果。

快速模指数运算算法的核心思想是利用指数的二进制展开和模
运算的性质来降低计算复杂度。

具体步骤如下:
1. 将指数e转换为二进制形式,例如,e=13转换为二进制为1101。

2. 从高位到低位依次处理二进制数的每一位,如果当前位为1,则进行模运算,否则直接进行下一位的处理。

3. 对于当前位为1的情况,进行模运算时利用了模运算的性质,(ab) mod n = ((a mod n) (b mod n)) mod n。

即将指数e分解为
2的幂的和,然后利用模运算的性质进行计算。

4. 重复上述步骤直到处理完所有位,最终得到指数运算的结果。

快速模指数运算算法能够显著减少计算量,特别是在处理大数
的情况下,能够大大提高计算效率。

这对于RSA算法来说尤为重要,因为RSA算法的安全性依赖于大素数的乘法和取模运算的复杂性。

总的来说,快速模指数运算算法是RSA算法中的关键步骤之一,通过巧妙地利用指数的二进制展开和模运算的性质,实现了高效的
大数指数运算,从而保障了RSA算法的安全性和实用性。

RSA加密(快速幂求余)

RSA加密(快速幂求余)

快速幂求余算法(OJ T1128)求a^b%c(这就是著名的RSA公钥的加密方法)当a,b很大时,直接求解这个问题不太可能,你能想到哪些优化呢?算法1:直观上,也许最容易想到的是利用a*b%c=((a%c)*b)%c,这样每一步都进行这种处理,这就解决了a^b可能太大存不下的问题,但这个算法的时间复杂度依然是O(n),根本没有得到优化。

当b很大时运行时间会很长算法2:另一种算法利用了分治的思想,可以达到O(logn)。

可以把b按二进制展开为b=p(n)*2^n+p(n-1)*2^(n-1)+...+p(1)*2+p(0)其中p(i) (0<=i<=n)为0或1这样a^b=a^(p(n)*2^n+p(n-1)*2^(n-1)+...+p(1)*2+p(0)) =a^(p(n)*2^n)*a^(p(n-1)*2^(n-1)*...*a^(p(1)*2)*a^p(0)对于p(i)=0的情况,a^p(i)*2^(i-1)=a^0=1,不用处理,我们要考虑的仅仅是p(i)=1的情况,a^(2^i)=(a^(p(i)*2(i-1)))^2 (当p(i)=1时,a^(2^i)=(a^(2(i-1)))^2)利用这一点,我们可以递推地算出所有的a^(2^i)当然由算法1的结论a*b%c=((a%c)*b)%c,我们加上取模运算a^(2^i)%c=((a^(2(i-1))%c)*a^(2(i-1)))%c 于是再把所有满足p(i)=1的a^(2^i)%c按照算法1乘起来再%c就是结果示例:3^6%7=3^(2^2)*3^(2^1)%7=((3^(2^1))^2%7)*(3^1*3^1%7)=(((3^1*3^1%7)%7)^2%7*2%7)%7=(4*2)%7=8%7=1当然算法可以进一步改进,比如二进制的每一位不必存起来,可以边求边用经改进后代码如下:(输入a,k,m,求a^k%m)long f(long a,long k,long m){long b=1;while(k>=1){if(k%2==1) b=a*b%m;a=a*a%m;k=k/2;}return b;}例题一、高级机密Time Limit:1000MS Memory Limit:65536KTotal Submit:43 Accepted:16Description在很多情况下,我们需要对信息进行加密。

rsa 公钥密码算法

rsa 公钥密码算法

RSA(Rivest-Shamir-Adleman)是一种非对称加密算法,它使用一对密钥(��钥和私钥)来加密和解密数据。

公钥用于加密数据,私钥用于解密数据。

RSA算法的基本原理是基于大素数的乘法和取模运算。

下面是RSA算法的基本步骤:
1. 选择两个大素数p和q,并计算它们的乘积n=p*q。

2. 计算欧拉函数φ(n)=(p-1)*(q-1)。

3. 选择一个整数e,使得1<e<φ(n),且e与φ(n)互质。

e称为公钥。

4. 计算整数d,使得d ≡e^(-1) (mod φ(n))。

d称为私钥。

5. 公钥是(n, e),私钥是(n, d)。

6. 加密消息m:c ≡m^e (mod n)。

7. 解密密文c:m ≡c^d (mod n)。

RSA算法的安全性依赖于大素数分解的困难性,即从n=p*q中分解出p和q的困难性。

因此,RSA算法的安全性取决于选择足够大的素数p和q。

RSA算法被广泛应用于加密通信、数字签名、身份认证等领域,是目前最常用的公钥密码算法之一。

rsa公钥密码体制

rsa公钥密码体制

rsa公钥密码体制RSA公钥密码体制是一种非对称加密算法,由Ron Rivest、Adi Shamir和Leonard Adleman三位数学家于1977年提出。

它是目前最广泛使用的公钥密码体制之一,被广泛应用于网络通信、电子商务和数字签名等领域。

RSA公钥密码体制的核心思想是利用两个大素数的乘积作为公钥,而这两个大素数的乘积的因数则作为私钥。

在加密过程中,发送方使用接收方的公钥对明文进行加密,而接收方则使用自己的私钥对密文进行解密。

由于公钥和私钥是成对出现的,因此只有拥有私钥的接收方才能解密密文,确保了通信的安全性。

RSA公钥密码体制的安全性基于两个数论问题:大整数的质因数分解和模幂运算。

质因数分解是指将一个大整数分解为两个素数的乘积,这个问题在目前的计算机技术下是非常困难的。

而模幂运算是指对一个大整数进行指数幂运算后取模,这个问题在计算机中可以通过快速幂算法高效解决。

RSA公钥密码体制的加密过程如下:首先,接收方生成两个大素数p和q,并计算它们的乘积n=p*q。

然后,接收方选择一个整数e,使得e与(p-1)*(q-1)互质。

接收方将n和e作为公钥公开,而将p、q和d=(e的模(p-1)*(q-1)的逆元)作为私钥保密。

发送方获取接收方的公钥后,将明文m进行加密得到密文c,加密过程为c=m^e mod n。

接收方收到密文后,使用私钥d对密文进行解密得到明文,解密过程为m=c^d mod n。

RSA公钥密码体制的安全性主要依赖于大整数的质因数分解问题的困难性。

目前,最好的质因数分解算法是基于数域筛法和大整数分解算法,但是对于非常大的整数,这些算法的时间复杂度仍然非常高,因此RSA公钥密码体制在实际应用中仍然是安全可靠的。

总之,RSA公钥密码体制是一种非常重要的加密算法,它通过利用两个大素数的乘积作为公钥,确保了通信的安全性。

它的安全性基于大整数的质因数分解问题的困难性,目前仍然是一种安全可靠的加密算法。

简单的rsa加密解密计算

简单的rsa加密解密计算

简单的rsa加密解密计算
RSA加密算法是一种非对称加密算法,它使用一对密钥(公钥
和私钥)来加密和解密数据。

下面我将简单介绍RSA加密和解密的
计算过程。

1. 生成密钥对,首先,选择两个不同的大质数p和q,并计算
它们的乘积n=pq。

然后选择一个整数e,使得e与(p-1)(q-1)互质,并计算出e的模反元素d。

公钥是(n, e),私钥是(n, d)。

2. 加密,假设要加密的消息为M,首先将消息M转换为整数m,满足0≤m<n。

然后使用公钥(n, e)进行加密,加密后的密文C等于
m的e次方再对n取模,即C≡m^e (mod n)。

3. 解密,接收到密文C后,使用私钥(n, d)进行解密,解密后
的明文M等于C的d次方再对n取模,即M≡C^d (mod n)。

下面我举一个简单的例子来说明RSA加密和解密的计算过程:
假设我们选择两个质数p=11和q=3,计算n=pq=33,然后选择
e=3,并计算d=7。

这样我们得到公钥(n, e)=(33, 3)和私钥(n,
d)=(33, 7)。

现在假设要加密的消息为M=5,将其转换为整数m=5。

使用公钥进行加密,计算C≡5^3 (mod 33),得到C=5。

接收到密文C=5后,使用私钥进行解密,计算M≡5^7 (mod 33),得到M=5。

因此,我们成功地将消息M=5加密为密文C=5,然后再解密回到原始消息M=5。

这就是RSA加密和解密的简单计算过程。

RSA算法

RSA算法

4.找到一个整数d,使得ed除以k的余数是1(只要e和n满足上面条件,d肯定存在)。解密钥匙(称作密钥)是(d, n)。
加密过程: 加密后的编码C等于M的e次方除以n所得的余数。
解密过程: 解密后的编码N等于C的d次方除以n所得的余数。
只要e、d和n满足上面给定的条件。M等于N。
KeyPairGenerator kpg = KeyPairGenerator.getInstance(ALGORITHM);
/** 利用上面的随机数据源初始化这个KeyPairGenerator对象 */
kpg.initialize(KEYSIZE, sr);
/** 生成密匙对 */
System.out.println(cryptograph);
String target = decrypt(cryptograph);//解密密文
System.out.println
oos1.writeObject(publicKey);
oos2.writeObject(privateKey);
/** 清空缓存,关闭文件输出流 */
oos1.close();
oos2.close();
}
/**
* 加密方法
* source: 源数据
import java.security.SecureRandom;
public class RSA_Encrypt {
/** 指定加密算法为DESede */
private static String ALGORITHM = "RSA";
/** 指定key的大小 */
private static int KEYSIZE = 1024;

RSA公钥密码算法

RSA公钥密码算法

RSA公钥密码算法RSA公钥密码算法是一种非对称加密算法,由Ronald Rivest、Adi Shamir和Leonard Adleman三位密码学家于1977年共同提出。

RSA算法是目前最常用的公钥算法之一,它能够实现加密和数字签名等功能,并且在安全性和效率方面取得了良好的平衡。

RSA算法的基本原理是基于数论中的两个重要问题:大数的质因数分解和模幂运算。

具体来说,RSA算法包括以下几个步骤:1. 密钥生成:生成一对互质的大素数p和q,并计算它们的乘积n=p*q。

接着,选择一个整数e(1 < e < φ(n))作为公钥的指数,其中φ(n)=(p-1)*(q-1)是n的欧拉函数值。

然后,计算e的模φ(n)的乘法逆元d,即满足(e*d) mod φ(n) = 1。

将{n, e}作为公钥,{n, d}作为私钥。

2. 加密:假设明文m小于n,将明文m通过公钥加密为密文c,计算公式为:c=(m^e) mod n。

^表示幂运算,mod表示取模运算。

RSA算法的安全性依赖于大数的质因数分解问题的困难性。

因为在没有私钥的情况下,要从公钥n和e推导出私钥d,需要知道n的质因数分解,这是一个极其困难的问题。

目前没有找到一种有效的算法能够在多项式时间内解决大数的质因数分解问题。

RSA算法在实际应用中有以下特点和注意事项:1. RSA算法适用于小数据量的加密,通常只能加密一段对称加密算法的密钥或数字签名等关键信息。

2. RSA算法的加密和解密速度较慢,特别是密钥长度较长时,计算量更大,因此在实际使用中需要权衡安全性和效率。

3. RSA算法的安全性依赖于私钥的保密性,因此需要注意私钥的安全存储和传输。

4. RSA算法还可以用于数字签名,即使用私钥对消息进行签名,并使用公钥验证签名的真实性和完整性。

5. RSA算法的密钥长度一般为1024位或2048位,较长的密钥长度可以提供更高的安全性,但同时也会增加计算复杂度。

简述rsa加密算法

简述rsa加密算法

简述RSA加密算法概述RSA加密算法是一种非对称加密算法,它是由Ron Rivest、Adi Shamir和Leonard Adleman在1977年共同提出的,也因此得名。

RSA算法以其高效性、可靠性和安全性而广泛应用于信息加密领域,备受社会的关注。

基本原理RSA加密算法基于数论中的一个重要问题,即质因数分解。

其基本原理可以概括为以下几步:1.选择两个不同的大质数p和q,并计算它们的乘积n(n = p * q)。

2.计算n的欧拉函数φ(n)。

对于两个互质的整数p和q,φ(n) = (p - 1) *(q - 1)。

3.选择一个满足1 < e < φ(n)且gcd(e, φ(n)) = 1的整数e,作为公钥的指数。

4.计算e的乘法逆元d,使得(e * d) mod φ(n) = 1,作为私钥的指数。

5.将n和e作为公钥,n和d作为私钥。

加解密过程RSA加密算法的加解密过程如下:加密1.将明文M转换为整数m,使得0 <= m < n。

2.计算密文C,C = (m^e) mod n。

解密1.将密文C转换为整数c,使得0 <= c < n。

2.计算明文M,M = (c^d) mod n。

RSA算法的安全性基于质因数分解问题的困难性。

目前,对于较小的公开指数e,可以使用穷举法较容易地进行质因数分解,从而破解RSA加密。

因此,在实际应用中,要求公开指数e选择一个较大的素数,通常为65537。

此外,RSA算法还面临着其他攻击手段的威胁,如选择明文攻击、共模攻击和侧信道攻击等。

为了提高安全性,可以采取以下措施:•使用足够大的密钥长度,一般推荐至少2048位。

•避免使用相同的模数,避免共模攻击。

•使用合适的填充方案,如RSA-OAEP填充,提高抗侧信道攻击的能力。

•定期更新密钥,避免长时间使用同一密钥。

应用领域RSA加密算法在信息安全领域有着广泛的应用,包括但不限于以下几个方面:数字证书RSA算法被用于生成和验证数字证书。

rsa算法公式

rsa算法公式

rsa算法公式
RSA(Rivest-Shamir-Adleman)算法是一种非对称加密算法,它基于数论的原理。

下面是RSA算法的主要公式:
1. 密钥生成公式:
•选择两个不同的质数 p 和 q。

•计算 n = p * q,其中 n 是模数。

•计算欧拉函数φ(n) = (p - 1) * (q - 1)。

•选择一个整数 e,1 < e < φ(n),且 e 和φ(n) 互质。

•计算 e 的模反元素 d,使得(e * d) % φ(n) = 1。

•公钥是 (e, n),私钥是 (d, n)。

2. 加密公式:
•将明文 M 转换为对应的数值,使得0 ≤ M < n。

•计算密文 C = (M^e) % n,其中 ^ 表示求幂运算,% 表示取模运算。

•密文 C 就是加密后的结果。

3. 解密公式:
•使用私钥 (d, n)。

•计算明文 M = (C^d) % n,其中 C 是密文。

•明文 M 就是解密后的结果。

RSA算法的安全性基于大数分解问题的困难性,即通过已知的公钥和密文,难以快速地求解出私钥和明文。

因此,RSA算法被广泛应用于数据加密和安全通信领域。

需要注意的是,实际的RSA算法中还会涉及一些优化和安全性增强的步骤,如使用大素数、随机数生成等。

以上公式提供了RSA算法的基本原理,具体的实现还需考虑相关细节和算法要求。

rsa算法原理

rsa算法原理

rsa算法原理
RSA(Rivest-Shamir-Adleman)算法是一种非对称加密算法,它具有较高的安全性、较高的效率、采用较简单的计算机运行体系结构,所以在网络信息加密中得到了广泛应用。

RSA算法是由Ron Rivest、Adi Shamir和Len Adleman于1977年提出,它基于一个十分简单的数论事实:大素数的乘积仍然是两个大素数的乘积,算法的入口参数是两个大素数:p和q,它们的乘积可以简单的计算为N=p*q,因此,N被称为模数。

RSA算法的实现要求一个公钥和一个私钥,具体的加密和解密过程如下:
(1)加密:
首先,求e和d,其中,e是公钥,d是私钥。

e和d满足e*d=1 mod(p-1)*(q-1)),其中,mod是模运算符号。

接着,加密计算过程:M=P^e(modN),其中,P是明文,M是密文,N是模数。

(2)解密:用私钥d解密:P=M^d(modN)
RSA算法的安全特性主要在于求解出私钥d是一个无法实现的极其困难的任务。

确切地说,求解e和d时,需要求解的数学问题是求解模反元素的问题,因此求解d是一个极其复杂的数论问题,只有当p、q非常大时,才可以构成比较大的N,从而使加密过程更加安全。

因此,RSA常被用作电子商务、数字签名、数据加密等安全保护工作,有句名言“穷则思变”,人类无时无刻都在思考新的想法以改
善它们的生活。

RSA算法的发明是这一想法的具体应用,这一发明大大提高了网络安全的可靠性,使得电子商务的发展走向了更安全的道路。

RSA公钥密码算法

RSA公钥密码算法

RSA公钥密码算法RSA公钥密码算法是一种广泛使用的非对称密码算法,被广泛应用于安全通信和数据加密中。

RSA算法是由三位数学家(Ron Rivest、Adi Shamir和Leonard Adleman)于1977年提出的,其名字正是来自于他们三人的姓氏首字母。

RSA算法基于大数分解问题,即将一个大整数分解为两个素数的乘积。

这种算法通过两个密钥来进行加解密操作,一个是公钥用于加密,另一个是私钥用于解密。

公钥可以公开,私钥只有拥有者可以使用,因此RSA算法是一种典型的非对称加密算法。

RSA算法的安全性建立在大整数分解问题的数学难度上。

目前来说,没有有效的算法能够在合理时间内分解大整数,并且随着计算机性能的提升和量子计算技术的发展,RSA 算法的安全性也保持了长时间的稳定性。

RSA算法的原理非常简单,首先选择两个大素数p和q,计算它们的乘积n,然后选择一个小于(n-1)的整数e作为公钥的指数,使得e与φ(n)互质,其中φ(n)=(p-1)(q-1)。

接着计算出 d,使得d*e ≡ 1 (mod φ(n)),d即为私钥的指数。

公钥就是(n, e),私钥就是(n, d)。

RSA算法的加密过程非常简单,将要加密的数据转化为整数m,然后计算密文c=m^e(mod n),其中(e,n)为接收者的公钥。

解密过程为明文m= c^d(mod n),其中(d,n)为接收者的私钥。

对于利用RSA算法加密的数据,在没有私钥的情况下,是无法将密文解密成明文的,因此RSA算法相对比较安全可靠。

RSA算法的应用非常广泛,它被广泛用于数字签名、SSL协议、电子商务、电子邮件加密等领域。

数字签名是加密技术的一个重要应用,它能够保障数据的完整性和真实性。

在SSL协议中,RSA算法常用于协商对称密钥加密算法的过程中,用于安全的密钥交换。

尽管RSA算法在安全通信和加密方面有很好的表现,但它也存在一些局限性。

由于RSA算法加密和解密的运算非常耗时,因此不适合用于加密大量的数据。

RSA加密算法原理

RSA加密算法原理

RSA加密算法原理必备数学知识RSA加密算法中,只用到素数、互质数、指数运算、模运算等几个简单的数学知识。

所以,我们也需要了解这几个概念即可。

素数素数又称质数,指在一个大于1的自然数中,除了1和此整数自身外,不能被其他自然数整除的数。

这个概念,我们在上初中,甚至小学的时候都学过了,这里就不再过多解释了。

互质数百度百科上的解释是:公因数只有1的两个数,叫做互质数。

;维基百科上的解释是:互质,又称互素。

若N个整数的最大公因子是1,则称这N个整数互质。

常见的互质数判断方法主要有以下几种:1. 两个不同的质数一定是互质数。

例如,2与7、13与19。

2. 一个质数,另一个不为它的倍数,这两个数为互质数。

例如,3与10、5与26。

3. 相邻的两个自然数是互质数。

如15与16。

4. 相邻的两个奇数是互质数。

如49与51。

5. 较大数是质数的两个数是互质数。

如97与88。

6. 小数是质数,大数不是小数的倍数的两个数是互质数。

例如7和16。

7. 2和任何奇数是互质数。

例如2和87。

8. 1不是质数也不是合数,它和任何一个自然数在一起都是互质数。

如1和9908。

9. 辗转相除法。

指数运算指数运算又称乘方计算,计算结果称为幂。

n m指将n自乘m次。

把n m看作乘方的结果,叫做”n的m次幂”或”n的m次方”。

其中,n称为“底数”,m称为“指数”。

模运算模运算即求余运算。

“模”是“Mod”的音译。

和模运算紧密相关的一个概念是“同余”。

数学上,当两个整数除以同一个正整数,若得相同余数,则二整数同余。

两个整数a,b,若它们除以正整数m所得的余数相等,则称a,b对于模m同余,记作: a ≡ b (mod m);读作:a同余于b模m,或者,a与b关于模m同余。

例如:26 ≡ 14 (mod 12)。

R S A加密算法RSA加密算法简史RSA是1977年由罗纳德·李维斯特(Ron Rivest)、阿迪·萨莫尔(Adi Shamir)和伦纳德·阿德曼(Leonard Adleman)一起提出的。

RSA加密解密算法

RSA加密解密算法
在我编写的程序中利用的公式如下: n=p*q f(n)=(p-1)*(q-1) d*e≡1 mod f(n) m≡c^d mod n
相关的代码与结果如下:
RSA解密算法实现
相关n的分解求p和q的代码如下:
RSA解密算法实现
相关求d的代码如下:
RSA解密算法实现
相关求明文m 的代码如下:
程序的运行结果如下:
RSA解密算法实现
遇到的问题
我写的程序有几种问题: 生成的n 超过五位时同样加密,但是解密是有的时候可以正确的 解密,有的时候解密结果出错。 生成的n超过六位是加密是出现错,比如说加密后的数据负数。 有时候生成的密文和原来的明文相同,出现这样的问题可能跟e 的选取有关。
总结
我编写的RSA加密解密算法的程序的功能特别的简单,我编写的 是对于五位以下数字的加密和解密。虽然看起来很简单,但是实现出 来不那么容易了,我通过编写这么小的一个RSA的加密解密算法,我 意识到了RSA算法的安全性很高。
虽然我编写了解密的算法,但没有详细的分析不了解密的一些问 题,我成功的解密了五位以下的数字的加密,超过了五位找不到到底 哪儿出了错误。
结束!
对明文分组的解密运算为: m≡c^d mod n
RSA加密算法实现
首先选取保密的两个大素数p和q。然后求他们的乘积 n=p*q,n的欧拉函数值。然后选取任意的e,并且满足1<e<f(n) ,e与n的欧拉函数值f(n)互素。最后利用我们选取的e来加密明 文文件。
在我的程序中我把p和q 选取100内的素数,并且程序把p和 q自动生成。程序利用生成的p和q的值来求它们的乘积n=p*q和 n的欧拉函数值f(n)。然后选取与f(n)互素的整数e,按照给定的 公式生成密文文件

RSA公钥密码算法的加密和解密

RSA公钥密码算法的加密和解密
假设m为要传送的报文。
(1)选取两个大素数 p, q (2) 计算n=pq, (n)=(p-1)(q-1) (3) 随机选取e: 1<e<(n),与(n)互素 (4) 使用扩展欧几里德算法计算 即ed = 1 mod (n) (5)以(e,n)为公钥,(d,n)为密钥
加密算法
发送方:
a a
m
(
bi 0
2i )
a
bi 0
( 2i )
a modn ( a
m bi 0
( 2i )
) modn ( [a
bi 0
( 2i )
modn]) modn
密钥产生
确定两个素数p和q 选择e或d计算另外一个
素数选取
为了避免攻击者用穷举法求出p和q,应该从足够 大的集合中选取p和q。即p和q必须是大素数。 没有产生任意的大素数的有效技术,通常的作法 是随机选取一个需要的数量级的奇数并检验这个 数是否是素数。若不是则挑选下一个随机数直至 检测到素数为止。
(1)获取公钥e,对明文m加密 (2)计算密文 c≡me mod n
(3)发送密文)利用私钥d解密,恢复明文m m≡cd mod n
例子
已知p=3,q=11,明文m. (1) 求密钥; (2) 写出相应的加密算法和解密算法; (3) 对明文m=8加密,解密。 解: n=p×q=33,且(n)=(p-1)(q-1)=20 取e=7,e满足满足1<e<(n),且gcd((n),e)=1 可解模方程 ed mod (n)=1, 即 7d mod20=1 得到d=3
RSA的安全性
对RSA的攻击方法主要有以下三种: 1. 强力攻击(穷举法):尝试所有可能的私有密 钥 2. 数学分析攻击:有多种数学攻击方法,其本质 等价于试图分解两个素数的乘积 3. 计时攻击:记录计算机解密消息所用的时间。

rsa 费马小定理

rsa 费马小定理

rsa 费马小定理RSA加密算法是一种非对称加密算法,它应用广泛,尤其在互联网中的信息传输安全方面。

这种算法的关键在于大素数的选择,其中费马小定理是一个重要的工具。

1. RSA加密算法的原理RSA加密算法的原理是:取两个大质数p和q,计算它们的积n=p*q,然后选择一个整数e作为公开的加密指数,一般为65537,使它与(p-1) * (q-1)互质。

然后选取一个整数d作为私有的解密指数,使得e * d ≡ 1 (mod (p-1) * (q-1)),即ed除以(p-1)*(q-1)的余数等于1。

2. RSA加解密的过程RSA加解密的过程非常简单,首先将需要加密的信息用数字表示,即将明文转化为一个整数m。

然后计算密文c,公式为:c≡m^e (mod n),其中e为加密指数,n为两个大质数的积。

对于解密,则需要运用解密指数d,计算明文m,公式为:m≡c^d (mod n)。

3. 费马小定理的作用费马小定理(或费马定理)指出,对于任意素数p和任意整数a,a^(p-1) ≡ 1 (mod p)。

这个定理在RSA加密算法中扮演了重要的角色。

因为在构建RSA时,需要找到两个大素数p和q,然后计算它们的积n=p*q。

由于素数个数很多,选择大素数的难度较大。

但费马小定理可以通过可以让计算是否是素数变得简单,因为如果n违反了费马小定理,那么它一定不是素数。

具体的实现方法基于费马小定理的素数测试法,常见的代表是Miller-Rabin素数测试法。

4. 应用举例比如,对于一个未知的n,我们可以随机地选取一个整数a,然后计算a^(n-1) mod n的结果。

如果结果不是1,则n一定不是素数。

若结果是1,则有一个概率很小的假阳性。

重复进行这个检验k次,可以将假阳性的概率降到非常小。

基于这个方法,我们可以很方便地判定一个n是否是素数。

同时,费马小定理在RSA加密过程中也扮演了重要的角色。

综上所述,RSA加密算法是一种非对称加密算法,它应用广泛。

科普短文:RSA加密算法简析

科普短文:RSA加密算法简析

科普短⽂:RSA加密算法简析科普短⽂:RSA加密算法简析有实⽤价值的RSA加密都是⽤有数百位长的超⼤素数进⾏的,其破解难度就是⼤数因数分解很费时,费时到不可想象!为了⼤家能明⽩加密、解密及破解原理,现在⽤⼏个⼩数字进⾏演⽰说明。

在此之前先说⼀下⽂本的数字化,⽅法很多,这⾥为了好懂,就按英⽂字母表的序数进⾏数字化,即A=01、B=02、C=03、D=04、E=05、F=06…………Z=26。

例如”HELLO“数字化就是0805121216。

现在给你两个数字7和33,并要你把字母“E”加密传给我。

你可以这样做:1)把“E”变成5。

2)把5放⼤7次幂:57=78125。

3)把78125⽤33除,找到余数:78125 mod 33=14。

4)14就是你要传给我的密⽂。

我收到你传来的密⽂14后,进⾏如下的解密过程:1)把14提升3次幂:143=2744。

2)把2744⽤33除,找到余数:2744 mod 33=5。

3)查表知第5个字母为”E”。

4)“E”就是你传给我的解码⽂。

你也许发现了:加密和解密过程算法相同,只是⽤了不同的数字做指数求幂⽽已!接下来说说对密⽂的破解。

因为数字7和33,我可以给你,破解者也可以得到它,当然破解者也得到了加密后的密⽂14。

⽽我解密所⽤的数字3,⽆论如何是不能泄漏出去的。

因为解密者要找的就是它了!当然这个例⼦中的数字很⼩,所以破解它轻⽽易举:1)分解33=3ⅹ11 (3和11是素数)。

2)计算(3?1)ⅹ(11?1)+1=213)分解21=7ⅹ3 (⼜是素数)4)既然破解者已经有了7,那现在还⽤说吗?!要找的数字3出现了!拿去解密运算就可得到原⽂。

具有实⽤价值的加密⽤的数字⽐本例中的数字要⼤得多,⽐如可达到600位以上的⼗进制数,要破解它,在第⼀步分解因数上,⽤任何已知的⽅法,你就是⽤了世界上最快的计算机,也得花上⽐宇宙的历史还要长的时间来找到它的两个因⼦,也就是说,破解基本不可能。

RSA算法简述

RSA算法简述

RSA算法简述1.密钥生成:1.1 生成两个大的质数(素数)p和q.(质数就是只能被自己和1整除的数)1.2 n=p*q1.3 m=(p-1)*(q-1)1.4 生成较小的数e, 使e与m互质(特别借用小学数学课本找出:互质的概念其实和质数没有什么关系,互质的定义为:如果非0整数a,b的最大公约数为1,则说这两个数互质)1.5 生成d,使d*e%m=1,%代表求余数.至此公钥为e和n,私钥为d和n. 至于p,q,m马上丢弃2.加密过程:产生密文c的公式为:c=p^e%n, 即p的e次方除以n求余,可见加密是用公钥进行的,加密只牵涉到明文和公钥.至此可以把密文传出去了,这样就是被截获也搞不懂原文是什么.3.解密过程:收到密文c后产生明文(解密)p的公式为:p=c^d%n,即c的d次方除以n求余.可见解密只牵涉到私钥和密文.因此从整个过程来看,只要你保管好私钥,不泄密,可以放心的把密文和公钥公开.举个例子:本例用较小的质数为例,以计算方便,小质数并不安全1.密钥生成:1.1 p=7, q=191.2 n=p*q=7*9=1331.3 m=(p-1)*(q-1)=(7-1)*(19-1)=1081.4 生成较小的数e,使e与108互质,2,3,4都不对,5是最小的,于是e=51.5 生成d,使d*e%m=1,d*5%108=1,d*5除以108余数为1,...于是算出d=65至此公钥e=5,n=133.私钥d=65,n=133.密钥计算完毕2.加密过程:RSA的原则是被加密的信息应该小于p和q的较小者,所以在这个例子中,我们要指明被加密的数字要小于7. 于是我们取6为例加密:c=p^e%n=6^5%133=7776%133=62, 于是密文为62. 把62传出去.(我想同时应把公钥也传出去,好在收到时知道对应的是那个私钥)3.解密过程:(我想接收者收到密文和公钥,找到对应的私钥)解密: p=c^d%n=62^65%133=62*62^64%133 经过好一阵子运算,余数为6,。

图解RSA算法+取余和取模运算

图解RSA算法+取余和取模运算

图解RSA算法+取余和取模运算1.图解RSA算法全过程确定N和φ(N)确定e推导d举例使用2.取模与取余运算区别求模运算和求余运算在第一步不同: 取余运算在取c的值时,向0 方向舍入(fix()函数);而取模运算在计算c的值时,向负无穷方向舍入(floor()函数)。

例如计算:-7 Mod 4那么:a = -7;b = 4;第一步:求整数商c,如进行求模运算c = -2(向负无穷方向舍入),求余c = -1(向0方向舍入);第二步:计算模和余数的公式相同,但因c的值不同,求模时r = 1,求余时r = -3。

归纳:当a和b符号一致时,求模运算和求余运算所得的c的值一致,因此结果一致。

当符号不一致时,结果不一样。

求模运算结果的符号和b一致,求余运算结果的符号和a一致。

另外各个环境下%运算符的含义不同,比如c/c++,java 为取余,而python则为取模。

举例7 mod 4 = 3(商 = 1 或 2,1<2,取商=1)-7 mod 4 = 1(商 = -1 或 -2,-2<-1,取商=-2)7 mod -4 = -1(商 = -1或-2,-2<-1,取商=-2)-7 mod -4 = -3(商 = 1或2,1<2,取商=1)这里模是4,取模其实全称应该是取模数的余数,或取模余。

增加补充内容(以上五行)后,被修改商值,但是括号内容不变,出现奇怪矛盾。

在python下 % 运算符代表取模,如要修改,请先用python做-7 % 4容不变,出现奇怪矛盾。

在python下 % 运算符代表取模,如要修改,请先用python做-7 % 4运算,或其它语言做取模运算验证,理解后再动手。

RSA加密解密算法

RSA加密解密算法

RSA加密解密算法首先,密钥生成阶段。

在该阶段,选择两个大素数p和q,并计算n = p * q作为RSA算法的模数。

选择一个整数e作为公钥指数,e需要满足1 < e < φ(n) 和 e与φ(n)互质,其中φ(n)为欧拉函数,表示小于n且与n互质的正整数的个数。

通过计算d,其中 d = e^-1 modφ(n),得到一个整数d作为私钥指数。

此时,公钥为(n, e),私钥为(n, d)。

其次,加密阶段。

加密时,将明文m转换为整数M,其中M < n。

使用公式C = M^e mod n计算密文C。

密文C即为加密后的结果。

最后,解密阶段。

解密时,将密文C使用私钥中的d进行解密,计算明文M = C^d mod n。

得到明文M即为解密后的结果。

RSA算法的安全性主要基于大数分解的困难性。

由于RSA算法的加密过程中使用了两个大素数p和q的乘积n作为模数,要破解RSA加密并获得明文,需要找到p和q。

然而,对于非常大的n,找到p和q的时间复杂度非常高,因此RSA算法被认为是一种安全的加密算法。

在实际应用中,RSA算法被广泛地应用于数字签名、密钥交换、数据加密等场景。

例如,RSA算法可以用于保护HTTPS协议中的网络通信,确保数据的机密性和完整性。

此外,RSA算法还常常和对称加密算法配合使用,通过RSA算法加密对称密钥,保证密钥在网络传输过程中的安全性,然后使用对称加密算法加密实际的数据。

然而,RSA算法也存在一些缺点。

首先,RSA算法的计算速度相对较慢,需要进行多次模幂运算。

其次,RSA算法对密钥长度要求较高,通常要求密钥长度至少为2048位,以确保足够的安全性。

最后,RSA算法在处理长消息时效率较低,因为每次加密操作的消息长度不能超过密钥长度。

在实际使用RSA算法时,需要注意保护私钥的安全性。

私钥是解密过程中的关键,一旦私钥泄露,加密过程将变得无效。

因此,需要采取相应措施来妥善保护私钥的安全性,如使用安全的存储介质、进行合理的访问控制。

rsa基础计算

rsa基础计算

rsa基础计算摘要:1.RSA算法简介2.RSA算法原理3.RSA算法中的大数计算问题4.RSA算法在加密和解密中的应用5.RSA算法的优缺点正文:RSA算法是一种公钥加密算法,由三位数学家:罗纳德·李维斯特、阿兰·图灵和克利斯·赫尔曼在20世纪70年代提出。

该算法以其极高的安全性和广泛的应用而闻名于世。

RSA算法基于一个数学问题:给定两个大素数p和q,求它们的乘积n = p * q,然后找到一个与(p-1)(q-1)互质的正整数e,作为公钥公开给其他人。

接着,计算d使得de ≡ 1 mod (p-1)(q-1),d作为私钥仅自己知道。

在RSA算法中,大数计算问题是一个关键问题。

由于p和q都是大素数,因此求它们的乘积n以及计算e和d时,涉及到大量的数值计算。

为了解决这个问题,通常采用以下方法:1.因式分解法:将大数n分解成两个较小的素数的乘积,然后分别对这两个素数进行因式分解。

这样可以将大数计算问题转化为多个小数计算问题,从而降低计算复杂度。

2.模运算加速:在计算过程中,将大数除以一个较小的数,使得计算过程中涉及的数值减小。

这样可以在不改变算法安全性的前提下,提高计算速度。

RSA算法在加密和解密中的应用非常广泛。

在加密过程中,信息接收者使用公钥e和加密算法,将明文转换为密文。

在解密过程中,信息发送者使用私钥d和解密算法,将密文还原为明文。

由于RSA算法具有较高的安全性,因此在电子商务、网上支付等领域得到了广泛应用。

RSA算法具有以下优点:1.安全性高:由于涉及到大数计算和模运算,破解RSA算法需要极大的计算资源和时间。

2.公钥和私钥分离:可以方便地实现数字签名、密钥管理和身份认证等功能。

3.兼容性好:RSA算法可以与其他加密算法(如AES)结合使用,提高整体系统的安全性。

然而,RSA算法也存在一些缺点:1.密钥管理复杂:随着密钥长度增加,密钥管理和分发变得困难。

2.加解密速度较慢:由于涉及到大数计算,RSA算法的加解密速度相对较慢。

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快速幂求余算法(OJ T1128)求a^b%c(这就是著名的RSA公钥的加密方法)当a,b很大时,直接求解这个问题不太可能,你能想到哪些优化呢?算法1:直观上,也许最容易想到的是利用a*b%c=((a%c)*b)%c,这样每一步都进行这种处理,这就解决了a^b可能太大存不下的问题,但这个算法的时间复杂度依然是O(n),根本没有得到优化。

当b很大时运行时间会很长算法2:另一种算法利用了分治的思想,可以达到O(logn)。

可以把b按二进制展开为b=p(n)*2^n+p(n-1)*2^(n-1)+...+p(1)*2+p(0)其中p(i) (0<=i<=n)为0或1这样a^b=a^(p(n)*2^n+p(n-1)*2^(n-1)+...+p(1)*2+p(0)) =a^(p(n)*2^n)*a^(p(n-1)*2^(n-1)*...*a^(p(1)*2)*a^p(0)对于p(i)=0的情况,a^p(i)*2^(i-1)=a^0=1,不用处理,我们要考虑的仅仅是p(i)=1的情况,a^(2^i)=(a^(p(i)*2(i-1)))^2 (当p(i)=1时,a^(2^i)=(a^(2(i-1)))^2)利用这一点,我们可以递推地算出所有的a^(2^i)当然由算法1的结论a*b%c=((a%c)*b)%c,我们加上取模运算a^(2^i)%c=((a^(2(i-1))%c)*a^(2(i-1)))%c 于是再把所有满足p(i)=1的a^(2^i)%c按照算法1乘起来再%c就是结果示例:3^6%7=3^(2^2)*3^(2^1)%7=((3^(2^1))^2%7)*(3^1*3^1%7)=(((3^1*3^1%7)%7)^2%7*2%7)%7=(4*2)%7=8%7=1当然算法可以进一步改进,比如二进制的每一位不必存起来,可以边求边用经改进后代码如下:(输入a,k,m,求a^k%m)long f(long a,long k,long m){long b=1;while(k>=1){if(k%2==1) b=a*b%m;a=a*a%m;k=k/2;}return b;}例题一、高级机密Time Limit:1000MS Memory Limit:65536KTotal Submit:43 Accepted:16Description在很多情况下,我们需要对信息进行加密。

特别是随着Internet的飞速发展,加密技术就显得尤为重要。

很早以前,罗马人为了在战争中传递信息,频繁地使用替换法进行信息加密。

然而在计算机技术高速发展的今天,这种替换法显得不堪一击。

因此研究人员正在试图寻找一种易于编码、但不易于解码的编码规则。

目前比较流行的编码规则称为RSA,是由美国麻省理工学院的三位教授发明的。

这种编码规则是基于一种求幂取模算法的:对于给出的三个正整数a,b,c,计算a的b次方除以c的余数。

你的任务是编写一个程序,计算a b mod c。

Input输入数据只有一行,依次为三个正整数a,b,c,三个正整数之间各以一个空格隔开,并且1<=a,b < c < =32768。

Output输出只有一个整数表示计算结果。

Sample Input2 6 11Sample Output9解:import ;//对于给出的三个正整数a,b,c,计算a的b次方除以c的余数,即:a^b mod c //相关公式:用二进制表示b:b=p(n)*2^n+p(n-1)*2^(n-1)+...+p(1)*2+p(0) (其中p(i)值为0或1)//则a^b=a^(p(n)*2^n+p(n-1)*2^(n-1)+...+p(1)*2+p(0))//=a^(p(n)*2^n)*a^(p(n-1)*2^(n-1))*...*a^(p(1)*2)*a^p(0) public class TopSecret {public static void main(String[] args) { long a,b,c;Scanner input=new Scanner(System.in);a=input.nextInt();b=input.nextInt();c=input.nextInt();,b,c));}public static long getPowMod(long a,long b,long c){long result=1;while(b>=1){if(b%2==1) result=a*result%c;a=a*a%c;b/=2; //通过b/2来求得p(i)为1还是0}return result;}}二、D: Raising Modulo NumbersTime Limit: 1000 ms Case Time Limit: 1000ms Memory Limit: 30000 KBSubmit: 24 Accepted: 7DescriptionPeople are different. Some secretly read magazines full of interesting girls' pictures, others create an A-bomb in their cellar, others like using Windows, and some like difficult mathematical games. Latest marketing research shows, that this market segment was so far underestimated and that there is lack of such games. This kind of game was thus included into theKOKODáKH. The rules follow:Each player chooses two numbers Ai and Bi and writes them on a slip of paper. Others cannot see the numbers. In a given moment all players show their numbers to the others. The goal is to determine the sum of all expressions Ai Bi from all players including oneself and determine the remainder after division by a given number M. The winner is the one who first determines the correct result. According to the players' experience it is possible to increase the difficulty by choosing higher numbers.You should write a program that calculates the result and is able to find out who won the game.InputThe input consists of Z assignments. The number of them is given by the single positive integer Z appearing on the first line of input. Then the assignements follow. Each assignement begins with line containing an integer M (1 <= M <= 45000). The sum will be divided by this number. Next line contains number of players H (1 <= H <= 45000). Next exactly H lines follow. On each line, there are exactly two numbers Ai and Bi separated by space. Both numbers cannot be equal zero at the same time.OutputFor each assingnement there is the only one line of output. On this line, there is a number, the result of expression(A1B1+A2B2+ ... +A H B H)mod M.Sample Input31642 33 44 55 63612312374859 30293821713 18132Sample Output21319513题意给出A1~Ah,B1~Bh,M,H,求(A1B1+A2B2+ ... +A H B H)mod M.做法快速幂取模+累加步步取模HIT取模相当于在原数中不断减去M直到原数小于M,所以累加后取模和步步取模结果相同,因此在累加过程中取模以防止超过long long界限CODE#include <stdio.h>long long z,h,a,b,m,ans,pow;int main(){scanf("%I64d",&z);while(z--){scanf("%I64d %I64d",&m,&h);ans=0;while(h--){scanf("%I64d %I64d",&a,&b);pow=1;while(b>=1){if(b%2==1)pow=a*pow%m;a=a*a%m;b/=2;}ans+=pow;ans%=m;}printf("%I64d\n",ans);}return 0; }。

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