RSA算法实验报告

1实验二非对称密码算法RSA一、实验目的通过实际编程了解非对称密码算法RSA的加密和解密过程，加深对非对称密码算法的认识。二、实验环境运行Windows或Linux操作系统的PC机，具有JDK1.6版本的Java语言编译环境。三、实验内容和步骤1.对RSA算法的理解RSA算法（公开密钥算法）的原理：(1)．选择两个大的素数p和q（典型情况下为1024位）(2)．计算n=p*q和z=（p-1）*（q-1）.(3)．选择一个与z互素的数，将它称为d(4)．找到e，使其满足e*d=1modz提前计算出这些参数以后，我们就可以开始执行加密了。首先将明文分成块，使得每个明文消息P落在间隔0*Pn中。为了做到这一点，只要将明文划分成k位的块即可，这里k是满足2^kn的最大整数。为了加密一个消息P，只要计算C=P^e(modn)即可。为了解密C，只要计算P=C^d(modn)即可。可以证明，对于指定范围内的所有P，加密盒解密互为反函数。为了执行加密，你需要e和n；为了执行解密，你需要d和n。因此，公钥是有（e，n）对组成，而私钥是有（d，n）对组成。实例：根据已知参数：p=3，q=11，M=2，计算公私钥，并对明文进行加密，然后对密文进行解密。由题意知：n=p*q＝33，z=（p-1）*（q-1）＝20，选d＝7，计算得e=3，所以C=M^e(modn)＝8M=C^d(modn)＝22、RSA算法与DES算法的比较：运行附件的RSATool，输入一大段文字，记录运行时间。再使用DES算法加密相同的文字，记录运行时间，对比这两个时间发现，RSA算法比DES算法慢很多，因为RSA算法进行的是大数运算，所以程序运行的速度比DES慢很多。因此RSA算法只适合于少量数据加密，不适合于大量数据加密。3、算法设计主要的方法：（1）、publicstaticvoidGetPrime()方法名称：产生大数的方法。说明：利用Java语言的中的java.math.BigInteger类的方法中随机产生大数。（2）、publicstaticbooleanMillerRobin(BigIntegernum)2方法名称：判断是否是素数的方法。参数说明：num是由GetPrime方法产生的大数。说明：这个方法判断GetPrime方法传过来的是否是一个素数，是就返回true,否就返回false。（3）、publicstaticBigIntegerpowmod(BigIntegera,BigIntegert,BigIntegernum)方法名称：大数的幂运算方法。说明：这个方法对传入的大数进行幂运算。（4）、publicstaticBigIntegerinvmod(BigIntegera,BigIntegerb)方法名称：大数的取模运算方法。说明：这个方法对大数进行取模运算。（5）、publicstaticStringEncode(StringinStr,BigIntegerPrimeP,BigIntegerPrimeQ,BigIntegern,intnLen,intm,JTextFieldd)方法名称：加密算法。参数说明：inStr是从界面输入的明文。PrimeP和PrimeQ是由GetPrime方法产生的两个大素数。n是由PrimeP和PrimeQ得到的值。nLen为n的长度。d为公钥。（6）、publicstaticStringDecode(StringinStr,BigIntegerPrimeP,BigIntegerPrimeQ,BigIntegern,intnLen,intm,JTextFielde)方法名称：解密算法。参数说明：inStr是从界面输入的明文。PrimeP和PrimeQ是由GetPrime方法产生的两个大素数。n是由PrimeP和PrimeQ得到的值。nLen为n的长度。e为私钥。4、源程序：（RSA1.java文件）importjavax.swing.*;importjava.awt.event.*;importjava.math.*;importjava.util.*;importjava.awt.*;importjava.io.*;publicclassRSA1{publicstaticvoidmain(String[]args){3MyFrameframe=newMyFrame();MyPanel_fbuttonpanel_fbutton=newMyPanel_fbutton(frame,frame.P,frame.Q,frame.d,frame.e);FlowLayoutfl=newFlowLayout(FlowLayout.CENTER,0,0);frame.setLayout(fl);frame.add(panel_fbutton);frame.setBounds(150,100,500,480);frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);frame.setVisible(true);}}classMyFrameextendsJFrame{publicMyFrame(){setTitle(RSA算法);add(wel);MyPanel_ppanel_p=newMyPanel_p(P);add(panel_p);MyPanel_qpanel_q=newMyPanel_q(Q);add(panel_q);MyPanel_dpanel_d=newMyPanel_d(d);add(panel_d);MyPanel_epanel_e=newMyPanel_e(e);add(panel_e);MyPanel_inpanel_in=newMyPanel_in(input);add(panel_in);MyPanel_outpanel_out=newMyPanel_out(output);add(panel_out);MyPanel_out1panel_out1=newMyPanel_out1(output1);add(panel_out1);MyPanel_buttonpanel_button=newMyPanel_button(P,Q,d,e,input,output,output1);add(panel_button);}privateJLabelwel=newJLabel(RSA算法演示);protectedJTextFieldP=newJTextField(35);protectedJTextFieldQ=newJTextField(35);protectedJTextFieldd=newJTextField(35);protectedJTextFielde=newJTextField(35);protectedJTextAreainput=newJTextArea(4,35);4protectedJTextAreaoutput=newJTextArea(4,35);protectedJTextAreaoutput1=newJTextArea(4,35);}classMyPanel_fbuttonextendsJPanel{publicMyPanel_fbutton(Frameaframe,JTextFieldaP,JTextFieldaQ,JTextFieldad,JTextFieldae){frame=aframe;P=aP;Q=aQ;e=ae;d=ad;}privateFrameframe;privateJTextFieldP;privateJTextFieldQ;privateJTextFieldd;privateJTextFielde;}classMyPanel_pextendsJPanel{publicMyPanel_p(JTextFieldaP){P=aP;add(newJLabel(质数P:));add(P);}privateJTextFieldP;}classMyPanel_qextendsJPanel{publicMyPanel_q(JTextFieldaQ){Q=aQ;add(newJLabel(质数Q:));add(Q);}privateJTextFieldQ;}classMyPanel_dextendsJPanel{publicMyPanel_d(JTextFieldad){5d=ad;add(newJLabel(公钥:));add(d);}privateJTextFieldd;}classMyPanel_eextendsJPanel{publicMyPanel_e(JTextFieldae){e=ae;add(newJLabel(私钥:));add(e);}privateJTextFielde;}classMyPanel_inextendsJPanel{publicMyPanel_in(JTextAreaainput){input=ainput;add(newJLabel(输入明文:));JScrollPanejsp1=newJScrollPane(input,v,h);add(jsp1);}privateJTextAreainput;intv=JScrollPane.VERTICAL_SCROLLBAR_AS_NEEDED;inth=JScrollPane.HORIZONTAL_SCROLLBAR_AS_NEEDED;}classMyPanel_outextendsJPanel{publicMyPanel_out(JTextAreaaoutput){output=aoutput;add(newJLabel(生成的密文:));JScrollPanejsp=newJScrollPane(output,v,h);add(jsp);}privateJTextAreaoutput;intv=JScrollPane.VERTICAL_SCROLLBAR_AS_NEEDED;inth=JScrollPane.HORIZONTAL_SCROLLBAR_NEVER;}classMyPanel_out1extendsJPanel{6publicMyPanel_out1(JTextAreaaoutput1){output1=aoutput1;add(newJLabel(解密后的明文:));JScrollPanejsp=newJScrollPane(output1,v,h);add(jsp);}privateJTextAreaoutput1;intv=JScrollPane.VERTICAL_SCROLLBAR_AS_NEEDED;inth=JScrollPane.HORIZONTAL_SCROLLBAR_AS_NEEDED;}classMyPanel_buttonextendsJPanel{publicMyPanel_button(JTextFieldaP,JTextFieldaQ,JTextFieldad,JTextFieldae,JTextAreaainput,JTextAreaaoutput,JTextAreaaoutput1){P=aP;Q=aQ;e=ae;d=ad;input=ainput;output=aoutput;output1=aoutput1;randProduce.addActionListener(newRandListener(P,Q));add(randProduce);randD.addActionListener(newRandDListener(P,Q,d,e));add(randD);encode.addActionListener(newEncodeListener(P,Q,d,e,input,output));add(encode);decode.addActionListener(newDecodeListener(P,Q,d,e,output,output1));add(decode);}privateJ