【文章內(nèi)容簡介】 put = p(output)。 k++。 }其中k為標記使用哪個S盒的變量，兩個S盒交替使用。 隨機性檢測 設計思想為了檢測密碼算法的唯一性，對毫無隨機性的足夠大的文件進行加密，采用CBC工作模式，對加密結(jié)果進行隨機性測試。 設計結(jié)構(gòu)產(chǎn)生明文：產(chǎn)生10M的全0文件，即文件中所有字符均為0。加密：CBC加密模式，由于改進后的SPN為64位一組進行加密，則每次從文件中取8個字符，定義一個將字符轉(zhuǎn)換為整型的子函數(shù)，用于把8個連續(xù)的字符按照位數(shù)結(jié)合成一個unsigned long long型的數(shù)與上一組的密文異或運算進行加密，加密結(jié)果按照位數(shù)分成8個字符寫入到密文文件中。第一次加密時明文異或的是初始向量LV。對于簡單的SPN做類似處理，不同之處在于每次取2個字節(jié)。加密及寫入文件部分如下：while ((a, 8)) { x = str_num(a)^y。 y = SPN(x, round_key)。 for ( j = 0。 j 8。 j++) { temp = y (j 3) 56。 ((char*)amp。temp,sizeof temp)。 } }其中字符型變量temp的作用是將密文分成8個字節(jié)，從密文的高位開始每次取一個字節(jié)賦值給temp，將temp寫入到文件中，這樣文件中保留的值就是字符的值。 RSA參數(shù)的生成 設計思想RSA作為非對稱密碼算法，其密鑰組成可分公鑰和私鑰兩部分。其中公鑰由e（加密時的指數(shù)），n（模）組成，私鑰由p（大整數(shù)n分解的一個因子）,q（大整數(shù)n分解的另一個因子）,d（解密時的指數(shù)）組成，e一般取65536，d是e模n的歐拉函數(shù)的逆。而參數(shù)的生成核心就在于生成p和q這兩個大素數(shù)，一般取512位。所以只需要一個判斷素數(shù)的函數(shù)，再隨機生成指定位數(shù)的大整數(shù)進行素性檢測即可。將其中用到的大數(shù)運算附于下，：圖 設計結(jié)構(gòu)素性檢測采用MR算法，因此需要產(chǎn)生大量的測試數(shù)據(jù)才能保證有充足的概率依據(jù)支持得到的為素數(shù)。MR算法設計如下：BIGNUM* temp_a = BN_new()。 BIGNUM* n_1 = BN_new()。 BN_copy(n_1, num)。 //num中的大數(shù)復制到n_1中 BN_sub_word(n_1, 1)。 //n_1中的大數(shù)減一 int k = 0, i。 int n = BN_num_bits(n_1)。 //n_1中的大數(shù)二進制位數(shù) for (i = 0。 i n。 i++) { if (!BN_is_bit_set(n_1, i)) //若n_1的第i位為0 k++。 else { break。 } }BIGNUM* temp = BN_new()。 BN_rshift(temp, n_1, k)。 //右移k位 BIGNUM* mod = BN_new()。 BIGNUM* b = BN_new()。 BN_CTX *ctx = BN_CTX_new()。 BN_CTX_init(ctx)。 BN_mod_exp(b, a, temp, num, ctx)。 //b=a^temp(mod num) if (BN_is_one(b)) //若b為1 return 1。 else { for (i = 0。 i k。 i++) { BN_mod(mod, b, num, ctx)。 //mod=b mod num if (!(BN_cmp(mod, n_1))) //若mod和n_1相等 return 1。 else BN_mod_mul(b, b, b, num, ctx)。 } } return 0。此函數(shù)的返回值為1表示在輔助檢測數(shù)據(jù)a的條件下。MR算法更詳細的原理可參見參考書目【1】。 實現(xiàn)RSA算法并比較效率 設計思想首先生成p，q，e，計算得到d，n，由于中國剩余定理中將要用到的還有幾個參數(shù)（下一節(jié)將會詳細討論）都可以預計算得出，因此先產(chǎn)生所有可能用到的參數(shù)放入密鑰文件中。RSA算法的核心就在于實現(xiàn)模冪運算，通常有模重復平法和蒙哥馬利算法兩種，解密時由于已知n的分解還可以采用中國剩余定理進行加速。 設計結(jié)構(gòu)模重復平方算法：這里采用的是由高位向低位掃描的模重復平法。將指數(shù)寫成二進制形式，遍歷底數(shù)的指數(shù)的所有二進制位，每次都做平方運算,根據(jù)二進制位是否為1再決定是否需要乘上底數(shù)，最后模上n，把下一次參加運算的數(shù)控制在n以內(nèi)。算法如下：BN_one(result)。 BN_CTX *ctx = BN_CTX_new()。 BN_CTX_init(ctx)。 int k = BN_num_bits(e)。 for (int i = k 1。 i = 0。 i) { BN_mod_mul(result, result, result, n, ctx)。 if (BN_is_bit_set(e, i)) BN_mod_mul(result, result, num, n, ctx)。 }其中result，num，e，n分別表示結(jié)果，底數(shù)，指數(shù)和模。蒙哥馬利算法：分成蒙哥馬利算法和蒙哥馬利乘法兩部分。為方便運算，采用二進制蒙哥馬利乘法，如下:int n = BN_num_bits(N)。 BIGNUM* z = BN_new()。 BIGNUM* rem = BN_new()。 BN_CTX *ctx = BN_CTX_new()。 BN_CTX_init(ctx)。 BN_zero(z)。 for (int i = 0。 i n。 i++) { if (BN_is_bit_set(x, i)) BN_add(z, z, y)。 if (BN_is_odd(z)) BN_add(z, z, N)。 BN_rshift1(z, z)。 } if ((BN_cmp(z, N) == 1) || (BN_cmp(z, N) == 0)) BN_sub(z, z, N)。 return z。其中Z為返回結(jié)果，該算法用于計算x*y*r^1(mod N)，r=2^n，n為N的二進制位數(shù)。蒙哥馬利算法：（mont_mult為蒙哥馬利乘法）BIGNUM* result = BN_new()。 BN_CTX *ctx = BN_CTX_new()。 BN_CTX_init(ctx)。 BN_mod(num, num, N, ctx)。 int k = BN_num_bits(e)。 BIGNUM* K = BN_new()。 BN_mod_exp(K, bn_2, bn_2n, N, ctx)。 BIGNUM* P0 = BN_new()。 BIGNUM* R0 = BN_new()。 P0 = mont_mult(K, num, N)。 R0 = mont_mult(K, bn_1, N)。 for (int j = 0。 j k。 j++) { if (BN_is_bit_set(e, j)) R0 = mont_mult(R0, P0, N)。 P0 = mont_mult(P0, P0, N)。 } result = mont_mult(R0, bn_1, N)。 return result。}中國剩余定理：將n寫為