【正文】 獲得更高的安全性。表31僅能從實(shí)驗(yàn)的角度直觀理解，具體到一次密鑰生成的運(yùn)算，所需要的時(shí)間是很不確定的，比如，一次1280位的密鑰生成，需要的時(shí)間完全可能比一次896位的密鑰生成時(shí)間短，由于素?cái)?shù)分布規(guī)律非常奧妙，加上測(cè)試運(yùn)算需要的時(shí)間頗長(zhǎng)，這里很難給出對(duì)于一個(gè)具體位數(shù)的密鑰生成所需時(shí)間的統(tǒng)計(jì)模型。另外需要說明的是，表3－1的加密位數(shù)在實(shí)際軟件設(shè)置時(shí)并不嚴(yán)格。這是因?yàn)椋瑢?shí)際作為參數(shù)設(shè)置的是兩個(gè)大素?cái)?shù)的搜索起點(diǎn)。如果隨機(jī)生成的起點(diǎn)整數(shù)大小比較接近更長(zhǎng)一位的整數(shù)的話（例如FFFF很接近10000），向后尋找所得到的素?cái)?shù)很可能長(zhǎng)出一位。而且，兩個(gè)k位長(zhǎng)的整數(shù)相乘的結(jié)果也未必是2k位，比如100*100=10000，相乘結(jié)果是2k1位。所以，在表31實(shí)際測(cè)試填寫時(shí)，加密位數(shù)可能會(huì)有幾位的差距，但是這不礙大局。 數(shù)據(jù)輸入輸出測(cè)試主要測(cè)試文件的輸入輸出性能。、StreamWriter等類的讀寫性能。直接在Visual Studio調(diào)試一個(gè)簡(jiǎn)單的C文件讀寫程序，得到本軟件中使用的文件操作方法的執(zhí)行性能。在配置為CPU ，讀入一個(gè)100KB的文件僅需要35毫秒，寫出一個(gè)100KB的文件需要29毫秒。這樣的時(shí)間消耗，相對(duì)于繁復(fù)的RSA計(jì)算所消耗的時(shí)間來說，是完全可以忽略不計(jì)的。 加密解密測(cè)試進(jìn)行對(duì)任意文件加密與解密的測(cè)試，這里給出幾組從不同角度進(jìn)行測(cè)試的數(shù)據(jù)。1. 用同樣的密鑰對(duì)不同大小的文件公鑰加密、私鑰解密，各自消耗的時(shí)間與待加密文件大小的關(guān)系隨機(jī)生成兩組密鑰，一組n長(zhǎng)512bit，一組n長(zhǎng)1024bit。密鑰具體數(shù)據(jù)見附錄（n的實(shí)際位數(shù)有微小差距）。分別對(duì)一組不同大小的文件進(jìn)行公鑰加密。統(tǒng)計(jì)消耗時(shí)間情況如表32所示。 表32待加密文件大小與加密時(shí)間的關(guān)系(時(shí)間單位：秒)n位數(shù) 文件大小50Byte100Byte150Byte200Byte250Byte512bit公鑰加密512bit私鑰解密1024bit公鑰加密1024bit私鑰解密從表32可以看出，使用同一公開密鑰加密不同大小的文件，消耗時(shí)間隨著文件大小的增加而增加。對(duì)于較大的文件，加密位數(shù)對(duì)時(shí)間的影響十分明顯。對(duì)于250字節(jié)的文件來說，；1024bit的私鑰解密比512bit的耗時(shí)多3倍以上。對(duì)于一定的加密位數(shù)來說，私鑰解密所需要的時(shí)間比公鑰加密需要的時(shí)間長(zhǎng)。對(duì)于一定大小的文件，使用512bit的密鑰，私有密鑰解密需要的時(shí)間是公開密鑰加密需要時(shí)間的2倍左右；而如果使用1024bit的密鑰，私有密鑰解密需要的時(shí)間是公開密鑰加密需要時(shí)間的3倍以上。再測(cè)試幾個(gè)1280bit的密鑰加解密，發(fā)現(xiàn)私有密鑰解密所需要的時(shí)間相對(duì)于公鑰加密時(shí)間更長(zhǎng)?？梢?，本軟件密鑰長(zhǎng)度越長(zhǎng)，私有密鑰解密與公開密鑰加密的耗時(shí)比越大，這和其他軟件是一致的。因?yàn)楦鶕?jù)PCKS 1的RSA的應(yīng)用建議，e是比較短的，而d和n的長(zhǎng)度差不多，這就使得求與d、n有關(guān)的冪模運(yùn)算量比與e、n有關(guān)的冪模運(yùn)算量大很多，而且隨著n的增加，兩組冪模運(yùn)算的運(yùn)算量差距也迅速加大。3. 在更快的PC，對(duì)進(jìn)行文件加密測(cè)試在一些性能更好的PC上，本軟件可以獲得更好的性能，測(cè)試數(shù)據(jù)同樣可以分析得到以上段落敘述的結(jié)論。下面對(duì)照表34，給出一組其他PC上同樣的測(cè)試得到的數(shù)據(jù)，測(cè)試PC配置為CPU AMD Athron2800+，外頻333MHZ，物理內(nèi)存512MB。數(shù)據(jù)見表33。表33 待加密文件大小與加密時(shí)間的關(guān)系再次測(cè)試(時(shí)間單位：秒)n位數(shù) 文件大小50Byte100Byte150Byte200Byte250Byte512bit公鑰加密512bit私鑰解密1024bit公鑰加密1024bit私鑰解密對(duì)于這組數(shù)據(jù)，經(jīng)過一系列各種機(jī)型、各種Windows操作系統(tǒng)（包括Windows XP/2000SP4/ME/98，）上的測(cè)試，本軟件均能正常運(yùn)行。在2006年初主流配置的PC上運(yùn)行此軟件，逐字節(jié)加密1KB大小的文件，消耗時(shí)間均在1分鐘以內(nèi)。結(jié)論經(jīng)過一系列的RSA密鑰生成、文件輸入輸出和加密解密測(cè)試，做簡(jiǎn)要的性能分析如下。① 軟件消耗時(shí)間的運(yùn)算，大部分集中在C++核心類庫(kù)，即RSA相關(guān)的各種運(yùn)算。其中，冪模運(yùn)算和尋找素?cái)?shù)對(duì)時(shí)間的消耗最大，在核心優(yōu)化時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮。② 文件輸入輸出消耗時(shí)間其次，因?yàn)榇疟P讀寫速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于內(nèi)存讀寫速度。所以，應(yīng)該將頻繁的讀寫操作盡量集中到內(nèi)存，然后一次性寫入磁盤。針對(duì)以上兩點(diǎn)，軟件應(yīng)進(jìn)行一系列改進(jìn)和優(yōu)化。主要有以下幾方面。① 在要對(duì)文件進(jìn)行加密解密的時(shí)候，先將文件按一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)讀入內(nèi)存，然后進(jìn)行加密或解密操作。運(yùn)算數(shù)據(jù)都讀取自內(nèi)存。② 在對(duì)加密或解密完成的數(shù)據(jù)進(jìn)行寫出的時(shí)候，都是將其直接寫到指定好的文件，即直接寫入磁盤。這是因?yàn)?，考慮到中途可能因?yàn)橐馔鈹嚯姷仍蛞鸩僮髦袛?，為了保護(hù)已經(jīng)花費(fèi)時(shí)間運(yùn)算完成的數(shù)據(jù)，將其直接寫入磁盤。③ 在關(guān)鍵算法上做進(jìn)一步優(yōu)化，例如在尋找素?cái)?shù)時(shí)，素?cái)?shù)測(cè)試使用更快速的算法。 ④ 對(duì)C++核心類庫(kù)進(jìn)行重點(diǎn)優(yōu)化，使其運(yùn)算效率盡可能提高。其中包括對(duì)各類之間的組織細(xì)節(jié)、各程序模塊的具體編寫等，進(jìn)行全面細(xì)致的檢查和修改，例如將大數(shù)據(jù)類型以對(duì)象指針傳遞而不拷貝，將簡(jiǎn)單的for循環(huán)展開等。由于開發(fā)時(shí)間倉(cāng)促等因素，在書寫本文時(shí)，軟件并未完成全面細(xì)致的優(yōu)化。該系統(tǒng)應(yīng)用于文件加密適合交流管理小型文件，將任意文件以非對(duì)稱密鑰加密成文本可以對(duì)其更方便的交流和管理，有廣闊的開發(fā)前景。本項(xiàng)目應(yīng)用的設(shè)計(jì)模式兼顧執(zhí)行效率和可復(fù)用性。應(yīng)用本程序可以方便的在公眾論壇等環(huán)境交流要求高度安全的各種數(shù)據(jù)，包括任意二進(jìn)制和文本文件。 參考文獻(xiàn)[1] [M].北京：。[2] 蔡樂才,[M].北京：。[3] 沈世鎰,[M].北京：。 [4] 施向東,[J].北京：微計(jì)算機(jī)信息,2005,12: 3941。[5] 吳春明,秦建. 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