LibTomMath + vs2008，安装和测试程序

本文转载自 sqi1217 查看原文 2011/01/20 560 random/ null/ lib/ 测试/ numbers/ integer/ 程序/ math/ 数据结构

上周想找一些关于加密算法实现的参考资料，在《BigNum Math - Implementing Cryptographic Multiple Precision Arithmetic》这本书里提到了用LibTomMath这么个东西，可以表示大整数以及进行密码学中的一些常用运算，于是下载来试了试。发现里面数据结构设计就相当不错，也包含了所有需要的运算，说明文档也还不错。

1. 生成静态库文件

无论是说明文档（bn.pdf）还是网络上的资料，都说到了需要生成静态库，然后在工程中加入这个静态库方可使用LibTomMath的高精度整数和运算。vs2008中创建LibTomMath静态库的步骤：

1) 下载LibTomMath的压缩包，解压；

2）vs2008中新建项目->win32->静态库、取消预编译头；

3）工程中加入所有.c和.h文件；

4）工具->选项->项目和解决方案->VC++目录->包含文件，加入LibTomMath源文件所在目录；

5）编译工程即可生成.lib文件。

bn.pdf里面还讲了linux下的使用方法，我就没有试过了。

2.使用静态库文件

把生成的.lib文件拷到其他工程目录下，项目->属性->配置属性->链接器->输入->附加依赖性，加入该.lib文件。还要在工程的代码中加入#include<tommath.h>，这样就可以用了。

3.LibTomMath的大整数数据结构mp_int

大整数的存储方式相当不错，通过整形字符串拼接表示。mp_digit就是unsigned long，dp是unsigned long类型的指针，其实更应该是数组，alloc为分配的空间，used为已使用的空间，sign为正负号。假设x= unsigned long最大值+1，一个mp_int类型变量所代表的数字大小为dp[used-1] + dp[used-2]*x^2 + …+ dp[1] *x^(used-2) + dp[0] *x^(used-1)，注意big_endian

 
        1 
        typedef struct {  
       
        2 
            int used, alloc, sign;  
       
        3 
            mp_digit *dp;  
       
        4 
        } mp_int;

4.示例，RSA算法实现，具体某个函数的功能可以查看bn.pdf。里面有段求e的代码比较土，以后改进

 
        01 
        #include<tommath.h>  
       
        02 
        #include<stdio.h>  
       
        03 
        #include<time.h>  
       
        04 
        int rsa_rng(unsigned char *dst, int len, void *dat)  
       
        05 
        {  
       
        06 
            int x;  
       
        07 
            for (x = 0; x < len; x++)  
       
        08 
                dst[x] = rand() & 0xFF;  
       
        09 
            return len;  
       
        10 
        }  
       
        11 
           
        12 
        int main()  
       
        13 
        {  
       
        14 
            mp_int p,q,n,φ,e,t,d,m,c;  
       
        15 
            mp_init( &p );  
       
        16 
            mp_init( &q );  
       
        17 
            mp_init( &n );  
       
        18 
            mp_init( &φ );  
       
        19 
            mp_init( &e );  
       
        20 
            mp_init( &t );  
       
        21 
            mp_init( &d );  
       
        22 
            mp_init( &m );  
       
        23 
            mp_init( &c );  
       
        24 
           
        25 
            //1.Choose two distinct prime numbers p and q (128bits)  
       
        26 
            srand((unsigned int)time(NULL));  
       
        27 
            mp_prime_random_ex( &p, 20, 128, LTM_PRIME_2MSB_ON|LTM_PRIME_SAFE, rsa_rng, NULL );  
       
        28 
            mp_prime_random_ex( &q, 20, 128, LTM_PRIME_2MSB_ON|LTM_PRIME_SAFE, rsa_rng, NULL );  
       
        29 
           
        30 
           
        31 
            //2.Compute n = pq  
       
        32 
            mp_mul( &p, &q, &n );  
       
        33 
           
        34 
            //3.Compute φ(n) = (p − 1)(q − 1)  
       
        35 
            mp_sub_d( &p, 1, & p);  
       
        36 
            mp_sub_d( &q, 1, &q );  
       
        37 
            mp_mul( &p, &q, &φ );  
       
        38 
           
        39 
            //4.Choose an integer e such that 1 < e < φ(n) and gcd(e,φ(n)) = 1  
       
        40 
            mp_set( &e, 127 );  
       
        41 
            retry_e:  
       
        42 
            mp_gcd( &e, &φ, &t );  
       
        43 
            if( ( mp_cmp_d(&t, 1) ) > 0 ){  
       
        44 
                mp_add_d( &e, 2, &e );  
       
        45 
                goto retry_e;  
       
        46 
            }  
       
        47 
            //5.Determine de ≡ 1 (mod φ(n))  
       
        48 
            mp_invmod( &e, &φ, &d );  
       
        49 
           
        50 
            mp_clear( &p );  
       
        51 
            mp_clear( &q );  
       
        52 
           
        53 
           
        54 
            //明文  
       
        55 
            char str[100] = "AA7B0BF4AAE8B7C2ECC485ACFA5";  
       
        56 
            printf("明文：%s/n",str);  
       
        57 
           
        58 
            //加密, 密文 c = m^e mod n  
       
        59 
            mp_read_radix( &m, str, 16 );  
       
        60 
            mp_exptmod( &m, &d, &n, &c );  
       
        61 
            mp_toradix( &c, str, 16 );  
       
        62 
            printf("密文：%s/n",str);  
       
        63 
           
        64 
            //解密, 明文 m = c^d mod n  
       
        65 
            mp_exptmod( &c, &e, &n, &m );  
       
        66 
            mp_toradix( &m, str, 16 );  
       
        67 
            printf("解密：%s/n",str);  
       
        68 
           
        69 
            return 0;  
       
        70 
        }

自来的网络参考资料：

http://hiliang.blog.hexun.com/57837642_d.html

http://www.cnblogs.com/linxr/archive/2010/11/10/1927003.html

原文：http://www.cnblogs.com/todsong/archive/2011/01/17/1937861.html

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