1 #include <iostream>
  2 #include <stdio.h>
  3 #include <stdlib.h>
  4 #include <ctype.h>
  5 #include<string.h>
  6 #include <math.h>
  7 #include<algorithm>
  8 using namespace std;
  9 typedef long long ll;
 10 int e, d, n;
 11 
 12 int gcd(int a, int b)  //求最大公约数
 13 {
 14     int c = 0;
 15     if(a<b) swap(a,b);
 16     c = b;
 17     do
 18     {
 19         b = c;
 20         c = a%b;
 21         a = b;
 22     }
 23     while (c != 0);
 24     return b;
 25 }
 26 
 27 int PrimarityTest(int a, int i) //判断i是否是素数
 28 {
 29     int flag=0;
 30     for(a;a<i;a++)
 31     {
 32         if(i%a==0)
 33         {
 34             flag=1;
 35             break;
 36         }
 37     }
 38     if(flag) return 0;
 39     return 1;
 40     // complete this part
 41 }
 42 
 43 int ModularExponention(int a, int b, int n)  //求a^bmodn
 44 {
 45     int y;
 46 
 47     /*使用二进制平方乘法计算 pow(a,b) % n*/
 48     y=1;
 49 
 50     while(b != 0)
 51     {
 52         /*对于b中的每个1，累加y*/
 53 
 54         if(b & 1)
 55             y = (y*a) % n;
 56 
 57         /*对于b中的每一位，计算a的平方*/
 58         a = (a*a) % n;
 59 
 60         /*准备b中的下一位*/
 61         b = b>>1;
 62     }
 63 
 64     return y;
 65     // complete this part
 66 }
 67 
 68 void extgcd(ll a,ll b,ll& d,ll& x,ll& y) //获取(1/a)modb得结果
 69 {
 70     if(!b)
 71     {
 72         d=a;
 73         x=1;
 74         y=0;
 75     }
 76     else
 77     {
 78         extgcd(b,a%b,d,y,x);
 79         y-=x*(a/b);
 80     }
 81 }
 82 
 83 int ModularInverse(int a,int b)  //获取(1/a)modb得结果
 84 {
 85     ll d,x,y;
 86     extgcd(a,b,d,x,y);
 87     return d==1?(x+b)%b:-1;
 88     // complete this part
 89 }
 90 
 91 void KeyGeneration()  //获取公钥密钥
 92 {
 93     int p, q;
 94     int phi_n;
 95 
 96     do
 97     {
 98         do
 99             p = rand();
100         while (p % 2 == 0);
101 
102     }
103     while (!PrimarityTest(2, p));
104 
105     do
106     {
107         do
108             q = rand();
109         while (q % 2 == 0);
110     }
111     while (!PrimarityTest(2, q));
112 
113     n = p * q;
114     phi_n = (p - 1) * (q - 1);
115 
116     do
117         e = rand() % (phi_n - 2) + 2; // 1 < e < phi_n
118     while (gcd(e, phi_n) != 1);
119 
120     d = ModularInverse(e,phi_n);
121 }
122 
123 void Encryption(int value, FILE* out)  //加密
124 {
125     int cipher;
126     cipher = ModularExponention(value, e, n);
127     fprintf(out, "%d ", cipher);
128 }
129 
130 void Decryption(int value, FILE* out)  //解密
131 {
132     int decipher;
133     decipher = ModularExponention(value, d, n);
134     fprintf(out, "%c", decipher);
135 }
136 int main(void)
137 {
138     FILE* inp, * out;
139     char filepath[15], filename[100];
140 
141     strcpy(filepath, "F:\Desktop\\");  //文件路径
142 
143     sprintf(filename, "%s%s", filepath, "cipher.txt");
144     out = fopen(filename, "w+");  //打开文件
145     fclose(out);
146     sprintf(filename, "%s%s", filepath, "decipher.txt");
147     out = fopen(filename, "w+");  //打开文件
148     fclose(out);
149 
150     KeyGeneration();  //获取公钥密钥
151 
152     sprintf(filename, "%s%s", filepath, "plain.txt");
153     inp = fopen(filename, "r+");  //读取原文件
154     if (inp == NULL)
155     {
156         printf("Error opening Source File.\n");
157         exit(1);
158     }
159 
160     sprintf(filename, "%s%s", filepath, "cipher.txt");
161     out = fopen(filename, "w+");
162     if (out == NULL)
163     {
164         printf("Error opening Destination File.\n");
165         exit(1);
166     }
167 
168     // encryption starts
169     while (1)
170     {
171         char ch = getc(inp);  //读取文件字符，一个字符一个字符的读取输出
172         if (ch == -1)
173             break;
174         int value = toascii(ch);  //toascii将字符转化成对应ascall值
175         Encryption(value, out);  //加密输出
176     }
177 
178     fclose(inp);
179     fclose(out);
180 
181     // decryption starts
182     sprintf(filename, "%s%s", filepath, "cipher.txt");
183     inp = fopen(filename, "r");
184     if (inp == NULL)
185     {
186         printf("Error opening Cipher Text.\n");
187         exit(1);
188     }
189 
190     sprintf(filename, "%s%s", filepath, "decipher.txt");
191     out = fopen(filename, "w+");
192     if (out == NULL)
193     {
194         printf("Error opening File.\n");
195         exit(1);
196     }
197 
198     while (1)
199     {
200         int cip;
201         if (fscanf(inp, "%d", &cip) == -1)
202             break;
203         Decryption(cip, out);  //解密
204     }
205     fclose(out);
206 
207     return 0;
208 }

 1 mpz_t x
 2 声明一个多精度整型变量x
 3 
 4 void mpz_init (mpz_t x)
 5 初始化x。任何一个mpz_t类型的变量在使用前都应该初始化。
 6 
 7 void mpz_init_set_ui (mpz_t rop, unsigned long int op)
 8 初始化rop，并将其值设置为op
 9 
10 int mpz_init_set_str (mpz_t rop, const char *str, int base)
11 初始化rop，并赋值rop = str，其中str是一个表示base进制整数的字符数组
12 
13 void mpz_clear (mpz_t x)
14 释放x所占用的内存空间
15 
16 void mpz_sub_ui (mpz_t rop, const mpz_t op1, unsigned long int op2)
17 计算op1 – op2，结果保存在rop中
18 
19 void mpz_mul (mpz_t rop, const mpz_t op1, const mpz_t op2)
20 计算op1 * op2，结果保存在rop中
21 
22 void gmp_randinit_default (gmp_randstate_t state)
23 设置state的随机数生成算法，默认为梅森旋转算法
24 
25 void gmp_randseed_ui (gmp_randstate_t state, unsigned long int seed)
26 设置state的随机化种子为seed
27 
28 void mpz_urandomb (mpz_t rop, gmp_randstate_t state, mp_bitcnt_t n)
29 根据state生成一个在范围0~2^n-1内均匀分布的整数，结果保存在rop中
30 
31 char * mpz_get_str (char *str, int base, const mpz_t op)
32 将op以base进制的形式保存到字符数组中，该函数要求指针str为NULL（GMP会自动为其分配合适的空间），或者所指向的数组拥有足够存放op的空间
33 
34 int gmp_printf (const char *fmt, ...)
35 语法跟C语言中的标准输出函数printf类似。它在printf的基础上，增加了mpz_t等数据类型的格式化输出功能。fmt为输出格式，例如fmt=”%Zd”时，表示输出一个10进制的多精度整型。其后的所有参数为输出的内容。
36 
37 int mpz_probab_prime_p (const mpz_t n, int reps)
38 检测n是否为素数。该函数首先对n进行试除，然后使用米勒-拉宾素性检测对n进行测试，reps表示进行检测的次数。如果n为素数，返回2；如果n可能为素数，返回1；如果n为合数，返回0。