密碼協議設計與安全研究

2022-11-17 20:06:04 字數 1522 閱讀 2744

*作者:jxccy

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*完成時間:2023年6月

一、diffie-hellman協議以及安全研究

diffie-hellman金鑰交換演算法的有效性依賴於計算離散對數的難度。簡言之,可以如下定義離散對數:首先定義乙個素數的原根,為其各次冪產生從1 到的所有整數根,也就是說,如果是素數的乙個原根,那麼數值

mod, mod, ..., mod

是各不相同的整數,並且以某種排列方式組成了從1到的所有整數。

對於乙個整數和素數的乙個原根,可以找到惟一的指數,使得

= 其中0 ≤≤ ()

指數稱為的以為基數的模的離散對數或者指數。該值被記為, ()。

基於此背景知識,可以定義diffie-hellman金鑰交換演算法。該演算法描述如下:

1、有兩個全域性公開的引數,乙個素數和乙個整數,是的乙個原根。

2、假設使用者a和b希望交換乙個金鑰,使用者a選擇乙個作為私有金鑰的隨機數<,並計算公開金鑰=。a對的值保密存放而使能被b公開獲得。類似地,使用者b選擇乙個私有的隨機數<,並計算公開金鑰= 。

b對的值保密存放而使能被a公開獲得。

3、使用者a產生共享秘密金鑰的計算方式是= ()。同樣,使用者b產生共享秘密金鑰的計算是= ()。這兩個計算產生相同的結果:

= ()

= ()

根據取模運算規則得到)

== ()

= ()

因此相當於雙方已經交換了乙個相同的秘密金鑰。

4、因為和是保密的,乙個敵對方可以利用的引數只有、、和。因而敵對方被迫取離散對數來確定金鑰。例如,要獲取使用者b的秘密金鑰,敵對方必須先計算

=, ()

然後再使用使用者b採用的同樣方法計算其秘密金鑰。

diffie-hellman金鑰交換演算法的安全性依賴於這樣乙個事實:雖然計算以乙個素數為模的指數相對容易,但計算離散對數卻很困難。對於大的素數,計算出離散對數幾乎是不可能的。

下面給出例子。金鑰交換基於素數= 97和97的乙個原根= 5。a和b分別選擇私有金鑰= 36和= 58。每人計算其公開金鑰

= 536 = 50 97

= 558 = 44 97

在他們相互獲取了公開金鑰之後,各自通過計算得到雙方共享的秘密金鑰如下:

= ()97 = 4436 = 75 97

= ()97 = 5058 = 75 97

從出發,攻擊者要計算出75很不容易。

二、具體實現過程

class user

;user::user(std::string na)

//大數冪乘演算法

int mul(int x,int r,int n)

else

}return c;

}//判斷陣列裡面元素都不相等(不相等為真)

bool isequalinarray(int *a,int n)

}return true;

}//求本原元

void benyuan(int prime)

if(isequalinarray(a,prime))

}cout<}

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