RSA文件加密的.ppt

1、RSA文件加密的研究和实现,RSA Encrypter 2007,指导教师：秦海玉姓名：张俊 专业：网络工程学号：20033528,各位老师大家好！,1. RSA简介和文件加密的需求分析,RSA算法概述 为何用于文件加密 需求分析与软件功能概述,RSA算法概述 密钥： 取素数p，q，令n=pq. 取与t=(p-1)(q-1)互素的整数e，e与t必须除之外没有其他公共因子 由方程de=1 (mod t)解出d, 二元组(e,n)作为公开密钥， 二元组(d,n)作为私有密钥 加密解密： b=ae mod n，c=bd mod n. 可以看出，加密算法是对称的， 但是加密和解密使用的密钥不同，因而称

2、之为非对称加密。 解密依赖(d,n)，二元组(e,n)公开给别人不会影响密文保密， 又称之为公钥加密。,为何用来做文件加密 在互联网上用作数字签名和数字证书，使用已非常广泛，IE等浏览器直接集成各种相关功能，不需要另外编码设计相关功能。 用RSA进行文件加密较少见，因为其加密速度慢。 用来做文件加密，可以使小型文件交流更加灵活方便。,相关的需求分析 举例 要把银行帐号和密码在互联网发送给某人。 必定要加密传送。 为了密钥维护方便，使用公钥加密。 在当今互联网传送遇到的问题： 密钥在服务器保存，数据传送不安全。 只有专用领域方便使用数字证书。,张三将银行帐号和密码通过 Email、论坛等途径 发

3、送给李四,张三： 发送出重要保密数据,李四： 接收重要保密数据,服务器维护： 张三和李四的邮箱密码 张三和李四的邮件内容 张三和李四的论坛密码 张三和李四的论坛个人资料 张三和李四的论坛帖子 几乎一切保密措施,服务器系统管理员： 看起来 这些内容比较有趣,这样安全吗？,张三将银行帐号和密码发送给李四 (使用一个小型公钥加密软件),张三： 发送重要保密数据前， 用小型公钥加密软件 对数据进行加密， 加密使用李四的公开密钥,李四： 接收数据， 用自己的私有密钥解密,服务器端 即便看到传送的数据， 也无法得知具体信息 因为没有李四的私有密钥, 她的私有密钥保存在自己的电脑,服务器系统管理员： 全是乱

4、码 _b,RSA保障 非常安全,这个小型RSA加密软件所应该实现的功能 能加密任意小型文件 加密生成文本 密钥可以保存和读取 可以随机生成密钥 密钥位数可以根据需要设定,2. RSA文件加密软件的设计与实现,工程设计 各部分的具体开发,工程设计 java平台实现 优点：标准库中有公钥加密功能的实现，开发容易，可以快速完成跨平台 缺点：虚拟机执行效率低，不适合大量运算 .Net平台实现 优点：供开发的语言多，标准库中有公钥加密功能的实现， 开发非常容易，可以非常快速完成 成品组件便于被.Net的其他语言引用 缺点：虚拟机执行效率低，不适合大量运算暂只限于Windows操作系统 Win32应用程序

5、 优点：用本地化代码实现，执行效率高，适合大量运算 缺点：代码繁琐不易维护只限于Windows操作系统 综合考虑，分层设计 把核心运算功能用本地化代码实现， 文件操作和图形界面借助流行的平台快速开发 既方便了各层的引用，也顾及了执行效率,软件各层次的说明(设计论文图2-2),各部分的详细介绍 C+核心类库（RSA算法实现） 对应最前面的RSA算法的概述， 我们看到要完成的编码主要有以下部分： 大数存储和四则运算， 如n=pq 解不定方程， 如de=1 (mod (p-1)(q-1)，已知e，求d 大数幂模运算， 如b=ae mod n，c=bd mod n 寻找随机素数 即随机的p和q,C+核

6、心类库中各类的关系(论文中图2-7),class flex_unit 大数运算和存储最基本的类，主要实现超大整数的存储和索引管理。 class vlong_value 是flex_unit的派生类，在灵活大数存储的基础上实现四则运算函数。 class vlong 以vlong_value为基础(将一个vlong_value指针作成员)，重载运算符。 class monty 为RSA准备大数求幂运算的函数，vlong的友元。 class Prime_factory_san 素数工厂，寻找大素数的类。 class RSA_san 在前5个类的基础上，实现RSA核心算法的类,组建工程设计,flex_

7、unit monty vlong_value vlong 四个类实现了超大整数的存储和计算功能 Prime_factory_san 用来寻找素数 RSA_san 是RSA核心算法的简单实现 此类依赖前面叙述的五个类或其对象 DLL的纯C接口函数大多是直接调用类RSA_san的功能 Sanpack_rsa 是C#类，除了dll基本功能的直接引用，还添加了随机字串生成和字串编码函数 整个工程最终的用户界面由C#窗体给出，引用类Sanpack_rsa，通过其实例实现文件加密功能,封装成DLL组件 把可能用到的功能全部规划为新文件中的全局函数，并以C接口导出，即_declspec(dllexport)

8、 C接口的DLL组件可以被诸如VB6、Delphi、PowerBuilder等开发环境方便的引用。 DLL组件可以自己在全局函数中实现一些其他功能，作为对核心类库功能的补充。,引用DLL组件的.Net类与 实现文件操作的窗体应用程序 在C#编写的.Net类里，使用特性DllImport(sanpack_rsa.dll)引用C接口的DLL组件。类中接口DLL的函数都以静态成员的方式对外公开，其他.Net程序可以直接使用。 文件操作使用.Net基础类库中的System.IO中的类实现。一般因为文件操作十分简单，用流输入输出的方式包装完成。 窗体等图形操作界面直接由Visual Studio的所见即

9、所得的方式完成，不需要编码实现。,启动加密软件,1. 获得随机计算出的密钥,点击这里,会随机生成素数，刷新各参量的值,不要忘记保存生成的密钥,在保存对话框中输入要保存的文件名字,确定后会生成两个文件，一个是私密密钥，一个是公开密钥。其中私密密钥需要妥善保管，公钥公开。别人如果需要发给你重要数据，就用你公开的密钥加密，然后把加密后的数据给你。,2。数据加密的一般过程,载入需要接收数据一方的公钥，在得到对方的公钥文件后，如上图，点击从文件载入。,选择对方的公开密钥文件，双击载入。,载入成功，会出现类似上图提示。,如上图，载入要加密的文件。注意文件不应该过大，一般，默认选项加密速度是1kB需要50秒左右(AMD2200+CPU),载入成功后会类似上图提示,如上图，一般，要加密点击这项即可,在弹出的对话框输入要生成的加密文件的文件名,确定以后开始加密，过程十分漫长。加密成功输出整个加密好的文件以后，会类似上图提示。一般，加密以后的文件会是原文件的50-200倍大。,3。数据解密的一般过程,首先要载入自己的私密密钥。要和加密对应的公钥配对。,载入成功以后出现类似上图的提示。,载入要解密的文件。,载入成功以后出现类似上图的提示。,选择解密方式，通常使