小素?cái)?shù)的rsa加密程序

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1、目錄第一章概述11.1背景介紹11.2項(xiàng)目總目標(biāo)11.3名詞解釋11.4設(shè)計(jì)依據(jù)和參考資料1第二章需求分析32.1編寫目的32.2項(xiàng)目背景及要求3第三章系統(tǒng)設(shè)計(jì)63.1總體設(shè)計(jì)63.2接口設(shè)計(jì)63.2.1用戶接口73.2.2外部接口73.3可靠性設(shè)計(jì)73.3.1數(shù)據(jù)邊界值檢查73.3.2出錯(cuò)信息與處理73.3.3數(shù)據(jù)精度73.3.4響應(yīng)時(shí)間73.4安全性設(shè)計(jì)73.5可操作性設(shè)計(jì)73.6可擴(kuò)充性設(shè)計(jì)7第四章系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)84.1人員組成84.2進(jìn)度安排84.3經(jīng)費(fèi)預(yù)算84.3支持條件84.3.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)支持84.4質(zhì)量保證94.5系統(tǒng)維護(hù)9附錄A：10測試

2、報(bào)告（簡單形式）10附錄B：14軟件運(yùn)行界面截圖141513第一章概述1.1背景介紹公鑰密碼體制的出現(xiàn)是人類3000年的密碼技術(shù)發(fā)展史上最重要的進(jìn)步。它的出現(xiàn)使得常規(guī)加密所面臨的兩個(gè)突出問題密鑰分配(在沒有一個(gè)安全的、可值得信賴的KDC的情況下，如何進(jìn)行安全的密鑰分配)和數(shù)字簽名(如何驗(yàn)證一個(gè)報(bào)文是由其聲稱的發(fā)送者發(fā)送的，并且是完整的)得以解決。RSA算法是1978年由R.Rivest,A.Shamir和L.Adleman提出的一種用數(shù)論構(gòu)造的公鑰密碼體制。它是迄今為止理論上最為成熟完善的公鑰密碼體制，因此在實(shí)際中被廣泛的應(yīng)用?；赗SA算法用軟件完

3、整實(shí)現(xiàn)的困難性和我們理論學(xué)習(xí)研究的直觀性，本程序僅就小素?cái)?shù)（16bit）的RSA算法進(jìn)行具體實(shí)現(xiàn)，并在實(shí)現(xiàn)中掌握RSA算法的各個(gè)與數(shù)論相關(guān)的問題。1.2項(xiàng)目總目標(biāo)本程序采用RSA算法的基本原理，可對(duì)任意字符及字符串在小素?cái)?shù)的范圍內(nèi)（16bit,十進(jìn)制表示為）進(jìn)行加解密。1.3名詞解釋素?cái)?shù)：除去1和它自身之外再?zèng)]有其它約數(shù)的正整數(shù)。偽隨機(jī)數(shù)：根據(jù)其產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的種子可以推斷出其它后繼的隨機(jī)數(shù)。Miller-Rabin概率算法：用概率的方法檢測某個(gè)數(shù)字連續(xù)通過N次素性檢測后是否為素?cái)?shù)的方法。擴(kuò)展歐幾里德算法：求解乘法逆元的一種算法。1.4設(shè)計(jì)依據(jù)和參考資料

4、參考資料：（1）朱文余，孫琦，計(jì)算機(jī)密碼應(yīng)用基礎(chǔ)，科學(xué)出版社，200513（2）楊波，現(xiàn)代密碼學(xué)，清華大學(xué)出版社，2004（3）宋震，密碼學(xué)，中國水利水電出版社，2002（4）張海藩，軟件工程導(dǎo)論，清華大學(xué)出版社，1997（5）網(wǎng)上對(duì)談式數(shù)學(xué)服務(wù)站：http://wims.unice.fr/wims/wims.cgi?lang=cn&+session=6Y9D6F8F16.113第一章需求分析2.1編寫目的更好地對(duì)程序的需求進(jìn)行分析，盡可能滿足使用者的要求。2.2項(xiàng)目背景及要求開發(fā)軟件名稱：小素?cái)?shù)的RSA加密程序項(xiàng)目任務(wù)提出者：西南交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與通

5、信工程學(xué)院項(xiàng)目開發(fā)者：西南交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院軟件工程系常軍勝用戶：密碼學(xué)專業(yè)人士及其愛好者實(shí)現(xiàn)軟件單位：西南交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院軟件工程系項(xiàng)目與其他軟件、系統(tǒng)的關(guān)系：本程序是基于WindowsServer2003平臺(tái)VS.Net應(yīng)用程序。建議軟件壽命：10年投入運(yùn)行最遲時(shí)間：2005-5-132.3數(shù)據(jù)描述所有數(shù)據(jù)均動(dòng)態(tài)產(chǎn)生，整個(gè)數(shù)據(jù)流程圖如圖2-1所示：圖2-1132.4功能需求采用RSA算法的原理在小素?cái)?shù)范圍(16bit)內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)任意字符及字符串的加解密。2.4.1功能劃分圖2-22.4.2功能描述（1）隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生：利用系統(tǒng)的隨

6、機(jī)數(shù)（偽隨機(jī)數(shù)）產(chǎn)生函數(shù)隨機(jī)產(chǎn)生一定位數(shù)的十進(jìn)制正整數(shù)。（2）素性檢測：利用Miller-Rabin概率算法找出符合要求的素?cái)?shù)。（3）求指數(shù)ed：利用擴(kuò)展的歐幾里德算法求解。（4）模指數(shù)運(yùn)算：根據(jù)“平方-和-乘法”計(jì)算。（5）進(jìn)制轉(zhuǎn)換：編寫轉(zhuǎn)換函數(shù)實(shí)現(xiàn)。2.5性能需求2.5.1數(shù)據(jù)精度隨機(jī)數(shù)和小素?cái)?shù)均為int（4字節(jié)）型的，模數(shù)、加解密指數(shù)均為long（8字節(jié)）型的。132.5.2時(shí)間特性每次點(diǎn)擊按鈕操作響應(yīng)時(shí)間不超過0.5秒。2.5.3適應(yīng)性可以在Windows環(huán)境下即時(shí)啟動(dòng)與關(guān)閉。2.6運(yùn)行需求2.6.1用戶界面?zhèn)鹘y(tǒng)的Windows界面，簡潔直

7、觀，易于操作。2.6.2硬件接口PC機(jī):386及其以上內(nèi)存：10MCPU：100MHZ2.6.3軟件接口操作系統(tǒng)：Windows95及其上2.6.4故障處理重新啟動(dòng)軟件或直接用開發(fā)工具進(jìn)行調(diào)試。13第一章系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1總體設(shè)計(jì)3.1.1系統(tǒng)功能采用RSA算法的原理在小素?cái)?shù)范圍(16bit)內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)任意字符及字符串的加解密。3.1.2運(yùn)行環(huán)境說明本程序可運(yùn)行于386及其以上的PC機(jī)上，操作系統(tǒng)需Windows95及其上，內(nèi)存最小10M，CPU最小100MHZ。3.1.3功能需求與函數(shù)調(diào)用的關(guān)系整個(gè)程序的函數(shù)調(diào)用關(guān)系如圖3-1所示：圖3-13.2接口設(shè)計(jì)

8、3.2.1用戶接口本軟件充分考慮系統(tǒng)使用者的具體情況，采用通用Windows界面設(shè)計(jì)技術(shù)，使軟件的系統(tǒng)功能高