【正文】 桂林理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文桂林理工大學(xué)GUILIN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY本科畢業(yè)設(shè)計(論文)題目： 數(shù)據(jù)通信中的RSA加密算法的設(shè)計與實(shí)現(xiàn) 摘 要數(shù)據(jù)通信是依照一定的通信協(xié)議，利用數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)在兩個終端之間傳遞數(shù)據(jù)信息的一種通信方式和通信業(yè)務(wù)。隨著數(shù)據(jù)通信的迅速發(fā)展而帶來了數(shù)據(jù)失密問題。信息被非法截取和數(shù)據(jù)庫資料被竊的事例經(jīng)常發(fā)生，在日常生活中信用卡密碼被盜是常見的例子。所以數(shù)據(jù)加密成為十分重要的問題，它能保證數(shù)據(jù)的安全性和不可篡改性。 RSA加密算法以它難以破譯的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的使用在電子商務(wù)和VPN中。 本文針對非對稱性加密RSA算法，采用軟件Visual C++。根據(jù)模乘法運(yùn)算和模指數(shù)運(yùn)算的數(shù)學(xué)原理所編寫的程序在進(jìn)行測試后，能夠通過輸入兩個素數(shù)進(jìn)行運(yùn)算從而實(shí)現(xiàn)明文與密文之間的轉(zhuǎn)換，然后通過對公鑰和私鑰的管理，對所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，讓數(shù)據(jù)只能由發(fā)送者和接收者閱讀，以達(dá)到數(shù)據(jù)通信中數(shù)據(jù)無法被他人破譯的目的。關(guān)鍵詞:RSA算法，數(shù)據(jù)通信，加密, 解密。Data munication of the RSA encryption algorithm in the Design and ImplementationTeacher:Chen Fei student:Lu HuiAbstractData munications in accordance with certain munication protocols, the use of data transmission technology in the transmission of data between two terminals as a means of munication of information and munication business. With the rapid development of data munications and has brought the issue of data promise. Unlawful interception of information and database information on frequent instances of theft, credit card in their daily lives stolen passwords is a mon example. Therefore, data encryption has bee a very important issue, it can ensure data security and can not be tamper with nature. RSA encryption algorithm to the merits of it difficult to decipher, was widely used in the emerce and VPN. In this paper, asymmetric RSA encryption algorithm, the use of software for Visual C + + programming. According to Die multiplication and modular exponentiation by the mathematical principles in the preparation of test procedures can be adopted for the importation of two prime numbers and puting in order to achieve explicit conversion between the ciphertext, and then through a public key and private key management, for the transmission of data protection, so that data can only be made by the sender and the recipient to read, in order to achieve data munications data can not be the purpose of deciphering the others.Keywords: RSA algorithms, data munication, encryption, decryption.目錄摘 要 IAbstract II第1章 引言 1 1 1 2第2章 數(shù)據(jù)通信中的加密技術(shù) 3 3 3 5 5 6 6第3章 數(shù)據(jù)加密中的RSA算法 8 RSA公鑰密碼體制概述 8 RSA公鑰密碼體制安全性分析 9 RSA算法的缺點(diǎn) 10 本章小結(jié) 10第4章 RSA數(shù)據(jù)加密中的實(shí)現(xiàn) 11 11 11 12 Miller Rabin素性測試法 12 Rabin素性測試法的新的素數(shù)生成方法 13 14 14 16 17 17 RSA算法分析 18 RSA安全性分析 18 RSA時間復(fù)雜度分析 19 19第5章 RSA算法的實(shí)現(xiàn) 21 21 21 22總結(jié) 24參考文獻(xiàn) 25致謝 26附錄 2726第1章 引言 在當(dāng)今的信息社會中，每天都有大量的信息在傳輸、交換、存儲和處理，而這些處理過程幾乎都要依賴強(qiáng)大的計算機(jī)系統(tǒng)來完成。一旦計算機(jī)系統(tǒng)發(fā)生安全問題，就可能造成信息的丟失、篡改、偽造、假冒，以及系統(tǒng)遭受破壞等嚴(yán)重后果。因此，如何保證計算機(jī)系統(tǒng)的安全，是當(dāng)前一個需要立即解決的十分嚴(yán)峻的問題。 通常保障網(wǎng)絡(luò)信息安全的方法有兩大類:一是以防火墻技術(shù)為代表的被動防衛(wèi)型，二是建立在數(shù)據(jù)加密，用戶授權(quán)確認(rèn)機(jī)制上的開放型網(wǎng)絡(luò)安全保障技術(shù)。 防火墻技術(shù)，就是在局域網(wǎng)與外部網(wǎng)絡(luò)之間設(shè)立一個服務(wù)器，將它們之間隔離開來，建立起一個安全網(wǎng)關(guān)，從而保護(hù)內(nèi)部網(wǎng)免受非法用戶的侵入。 數(shù)據(jù)加密技術(shù)是可以與防火墻配合使用的一種安全技術(shù)，這種技術(shù)可以提高信息系統(tǒng)及數(shù)據(jù)的安全性和保密性、防止秘密數(shù)據(jù)被外部破解所采用的主要技術(shù)手段之一。按其不同的作用，數(shù)據(jù)加密技術(shù)主要分為數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)完整性的鑒別以及密鑰管理技術(shù)四種。加密技術(shù)是通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的加密機(jī)構(gòu)，把網(wǎng)絡(luò)中的各種原始數(shù)字信息(明文)按照某種特定的加密算法變換成與明文完全不同的數(shù)字信息，即轉(zhuǎn)換成密文。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的加密技術(shù)主要采用鏈路加密和端對端加密等兩種方式。通常情況是將這兩種加密模式結(jié)合起來共同使用，即可保證網(wǎng)內(nèi)用戶的數(shù)據(jù)安全，又可提供用戶之間的身份鑒別與認(rèn)證。RSA被廣泛應(yīng)用于各種安全或認(rèn)證領(lǐng)域，如web服務(wù)器和瀏覽器信息安全、Email的安全和認(rèn)證、對遠(yuǎn)程登錄的安全保證和各種電子信用卡系統(tǒng)的核心。硬件上，如安全電話、以太網(wǎng)卡和智能卡也多采用RSA技術(shù)。而幾乎所Internet安全協(xié)議如S/MIME,SSL和S/WAN都引入了RSA加密方法。IS09796標(biāo)準(zhǔn)把RSA列為一種兼容的加密算法，使得RSA的應(yīng)用目前非常廣泛。RSA模數(shù)n=pq是RSA算法的安全性的核心。如果模數(shù)n被分解，則RSA體制立刻被攻破。如果RSA算法是安全的，那么n=pq必須足夠大，使得因式分解模數(shù)n在計算上不可行的?；诎踩钥紤]，實(shí)際應(yīng)用中所選擇的素數(shù)p和q至少應(yīng)該為100位以上的十進(jìn)制數(shù)，相應(yīng)的模數(shù)n=pq將是200位的十進(jìn)制數(shù)。C E Shannon建議使用至少100位長度的大素數(shù)，從而得到長度為200位以上的大整數(shù)模數(shù)n。RSA算法的缺點(diǎn)是加密速度慢，模數(shù)n的長度越大，加/解密運(yùn)算所需要的時間就越長，算法實(shí)現(xiàn)的速度也就越慢。為了盡可能使用大的模數(shù)而又不影響系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的速度，實(shí)際應(yīng)用中通常使用專門的硬件實(shí)現(xiàn)RSA算法。最重要的影響速度的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)是加/解密中的大數(shù)運(yùn)算。大數(shù)模冪乘運(yùn)算是RSA算法的核心運(yùn)算，也是運(yùn)算速度提高的關(guān)鍵。高效的大數(shù)模冪乘算法可以有效提高系統(tǒng)速度。需要每做一次平方或乘法運(yùn)算后，就要作一次模運(yùn)算，當(dāng)n的值很大時，做一次模運(yùn)算所需的時間比做一次平方或一次乘法所需的時間更多，是影響算法實(shí)現(xiàn)速度的關(guān)鍵。但在實(shí)際加密解密過程中，n可能是幾個數(shù)的乘積，如RSA算法中，n是兩個大素數(shù)的乘積。這時可通過中國剩余定理進(jìn)行變換，降低指數(shù)的數(shù)量級. 本文選擇RSA數(shù)字加密體制為研究對象，討論了RSA實(shí)現(xiàn)過程中，每一步的具體實(shí)現(xiàn)算法。RSA加密算法是第一個成熟的、迄今為止理論上最成功的公開鑰密系統(tǒng)。它的安全性基礎(chǔ)是數(shù)論和計算復(fù)雜性理論中的下述論斷:求兩個大素數(shù)的乘積在計算