椭圆曲线密码学(ECC)加解密,附带python代码
想起来很久没写博客了,刚好今天要写实验报告,随便把之前的也完成吧
1.椭圆曲线概念
椭圆曲线在经过化解后,可以用这条式子表达:E:y²=x³+ax+b
其背后的密码学原理,是基于椭圆曲线离散对数问题,比RSA算法更有安全且运算速度更快。
在看上面的式子,我们知道构造一个椭圆曲线,需要a,b两个参数
而在有限域GF(p)上的椭圆曲线,则还需要一个参数p,它的表达式为E:y²≡x³+ax+b(mod p)
椭圆曲线的运算是符合Abel群的
如
1.0+0=0(0是加法单位元)
2.对所有点P=(x,y)∈E(a,b),有P+0=0+P=P
3.对所有点P=(x,y)∈E(a,b),有P+(-P)=0,点P的逆为(x,-y)
4.两点加法(重要),令P(x1,y1)∈E(a,b),Q(x2,y2)∈E(a,b)
则P+Q=R=(x3,y3)∈E(a,b)
x3=(lada)³-x1-x2
y3=lada(x1-x3)-y1
其中lada分为两种情况
一是P不等于Q,lada=(y2-y1)/(x2-x1)
二是P等于Q(倍点规则),lada=(3(x1)²+a)/2y1
5.对所有点P和Q∈E(a,b),满足加法交换侓,P+Q=Q+P
6.对所有点P和Q∈E(a,b),满足加法结合率,P+(Q+R)=(P+Q)+R
7.乘法,KP相当于K个P相加
2.椭圆曲线加解密
了解完椭圆曲线这些概念就可以进行加解密了
1.user2输入需要加密的明文
2.user2待传输的明文以某种编码方式编码到椭圆曲线上一点M
3.user2秘密选择k进行加密,计算点C1=kP;C2=M+kQ,传给user1
4.user1选定一条椭圆曲线=(a,b,p),公开参数a,b,p,
5.user1选择素阶点P
6.user1选择一个私有密钥d,并生成公开密钥Q=dP
7.user1将得到的密文用d进行解密,M=C2-dC1
原理C2-C1=M+kQ-d(kP)=M+K(dP)-d(kP)=M
再对点M进行解码就可以得到明文。
python
代码(附带注销):
import math
import random
def extend_gcd(a, b):
if b == 0:
return a, 1, 0
else:
g, y, x = extend_gcd(b, a % b)
return g, x, y - (a // b) * x
def niyuan(a, b): # 计算a模b的逆元
g, x, y = extend_gcd(a, b)
if g != 1:
print("a和b不互素,因此不存在逆元")
return None
else:
return x % b
def tuoyuan_jia(P_x, P_y, Q_x, Q_y, a, b, p): # 椭圆曲线中的加法
if P_x == Q_x and P_y == Q_y:
lada = ((3 * (P_x ** 2) + a) * niyuan(2 * P_y, p)) % p
x3 = (lada ** 2 - P_x - Q_x) % p
y3 = (lada * (P_x - x3) - P_y) % p
return x3, y3
elif P_x != Q_x:
lada = ((Q_y - P_y) * niyuan(Q_x - P_x, p)) % p
x3 = (lada ** 2 - P_x - Q_x) % p
y3 = (lada * (P_x - x3) - P_y) % p
return x3, y3
elif P_x == Q_x and P_y != Q_y:
return 0, 0
def tuoyuan_cheng(P_x, P_y, k, a, b, p): # 椭圆曲线中的乘法,这里的k为乘于几,乘几那么就相当于几个点相加
k = int(k) # 确保k是整数类型
new_x, new_y = P_x, P_y
for i in range(k - 1):
new_x, new_y = tuoyuan_jia(new_x, new_y, P_x, P_y, a, b, p)
return new_x, new_y
def message_to_point(P_x, P_y, message, a, b, p):
points = []
n = 1
for char in message:
k = ord(char) + 1
print(k)
x, y = tuoyuan_cheng(P_x, P_y, k, a, b, p)
points.append((x, y))
print("{}=>({},{})".format(n, x, y))
n += 1
return points
def points_to_message(P_x, P_y,points,a, b, p):
message = ""
for point in points:
x = point[0]
y = point[1]
fuP_x=P_x
fuP_y=-P_y
n=0
while x!=P_x and y!=P_y:
x , y=tuoyuan_jia(x, y, fuP_x, fuP_y, a, b, p)
n+=1
char=chr(n)
message+=char
print("解密后的字符串"+message)
return message
def cal_jie(P_x, P_y, a, b, p):
fuP_x = P_x
fuP_y = -P_y % p
new_x, new_y = P_x, P_y
n = 1 # 初始化n
while True:
n += 1
new_x, new_y = tuoyuan_jia(new_x, new_y, P_x, P_y, a, b, p)
if new_x == fuP_x and new_y == fuP_y:
return n + 1
def encode(P_x, P_y, Q_x, Q_y, k, points, a, b, p):
poointsC1 = []
poointsC2 = []
kP_x, kP_y = tuoyuan_cheng(P_x, P_y, k, a, b, p)
poointsC1.append((kP_x, kP_y))
print("计算得密文为")
print("c1")
print(poointsC1)
kQ_x, kQ_y = tuoyuan_cheng(Q_x, Q_y, k, a, b, p)
for point in points:
x = point[0]
y = point[1]
x = int(x)
y = int(y)
newkQ_x, newkQ_y = tuoyuan_jia(kQ_x, kQ_y, x, y, a, b, p)
poointsC2.append((newkQ_x, newkQ_y))
print("c2")
print(poointsC2)
return poointsC1, poointsC2
def decode(poointsC1, poointsC2, d, a, b, p):
points = []
C1 = poointsC1[0]
C1_x = C1[0]
C1_y = C1[1]
inv_dC1_x, inv_dC1_y = tuoyuan_cheng(C1_x, C1_y,d,a, b, p)
inv_dC1_y=-inv_dC1_y
for point in poointsC2:
C2_x = point[0]
C2_y = point[1]
#M_x=(C2_x-inv_dC1_x)%p
#M_y=(C2_y-inv_dC1_y)%p
M_x, M_y = tuoyuan_jia(C2_x, C2_y, inv_dC1_x, inv_dC1_y, a, b, p)
points.append((M_x, M_y))
print(points)
return points
def main():
print("****ECC椭圆曲线加解密****")
while True:
a = int(input("请输入椭圆曲线参数a(a>0)的值:"))
b = int(input("请输入椭圆曲线参数b(b>0)的值:"))
p = int(input("请输入椭圆曲线参数p(a>0)的值:"))
if 4 * (a ** 3) - 27 * (b ** 2) % p == 0:
print("输入的参数有误,请重新输入")
else:
break
print("user1:在如上坐标系中选一个素阶点P")
P_x = int(input("请输入选取的x坐标值:"))
P_y = int(input("请输入选取的y坐标值:"))
n = cal_jie(P_x, P_y, a, b, p)
d = int(input(("user1:请输入用于生成公钥的私钥d(<{}):".format(n))))
Q_x, Q_y = tuoyuan_cheng(P_x, P_y, d, a, b, p)
print(" 计算Q=d*P得公钥Q为(" + str(Q_x) + "," + str(Q_y) + ")")
mingwen = input("user2:请输入需要加密的字符串:")
mingwen = mingwen.strip() # 通过strip()方法可以去除字符串两端的空格
print("明文映射的点为:")
points1 = message_to_point(P_x, P_y, mingwen, a, b, p)
k = input("user2:请输入秘密选择的k(<{}):".format(n)) # 这一步我们不用,我们选择用随机数
# k = random.randint(1, n) # 生成1到阶n之间的随机整数,用于计算kP,kQ
print("user2:计算得密文为")
poointsC1, poointsC2 = encode(P_x, P_y, Q_x, Q_y, k, points1, a, b, p)
print("user1解密得到明文映射的点为:")
points2=decode(poointsC1, poointsC2, d, a, b, p)
points_to_message(P_x, P_y,points2,a, b, p)
if __name__ == "__main__": # 函数入口
main()
椭圆曲线密码学(ECC)加解密,附带python代码的更多相关文章
- CTF密码学常见加解密总结
CTF密码学常见加解密总结 2018年03月10日 19:35:06 adversity` 本文链接:https://blog.csdn.net/qq_40836553/article/details ...
- 椭圆曲线密码学ECC
椭圆曲线密码学(Elliptic curve cryptography),简称ECC,是一种建立公开密钥加密的算法,也就是非对称加密.类似的还有RSA,ElGamal算法等.ECC被公认为在给定密 ...
- AES和RSA加解密的Python用法
AES AES 是一种对称加密算法,用key对一段text加密,则用同一个key对密文解密, from Crypto import Random from Crypto.Hash import SHA ...
- TP-Link 路由器配置 config.bin 解密工具 python 代码 (转载)
转自吾爱破解 https://www.52pojie.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=574222 需要安装crypto #!/usr/bin/env pyth ...
- 【机器学习】:Kmeans均值聚类算法原理(附带Python代码实现)
这个算法中文名为k均值聚类算法,首先我们在二维的特殊条件下讨论其实现的过程,方便大家理解. 第一步.随机生成质心 由于这是一个无监督学习的算法,因此我们首先在一个二维的坐标轴下随机给定一堆点,并随即给 ...
- des结合base64加解密的python源码
#coding=utf8 from pyDes import * import base64 class Crypt_Error(): pass """ des方法,de ...
- 对字符串进行base64加解密---基于python
本文介绍Python 2.7中的base64模块,该模块提供了基于rfc3548的Base16, 32, 64编解码的接口.官方文档,参考这里. 当前接口基于rfc3548的Base16/32/64编 ...
- 惊呆了!不改一行 Java 代码竟然就能轻松解决敏感信息加解密|原创
前言 出于安全考虑,现需要将数据库的中敏感信息加密存储到数据库中,但是正常业务交互还是需要使用明文数据,所以查询返回我们还需要经过相应的解密才能返回给调用方. ps:日常开发中,我们要有一定的安全意识 ...
- CTF中编码与加解密总结
CTF中那些脑洞大开的编码和加密 转自:https://www.cnblogs.com/mq0036/p/6544055.html 0x00 前言 正文开始之前先闲扯几句吧,玩CTF的小伙伴也许会遇到 ...
- Java拓展教程:文件DES加解密
Java拓展教程:文件加解密 Java中的加密解密技术 加密技术根据一般可以分为对称加密技术和非对称加密技术.对称加密技术属于传统的加密技术,它的加密和解密的密钥是相同的,它的优点是:运算速度快,加密 ...
随机推荐
- sql 语句系列(用魔法打败魔法)[八百章之第十章]
前言 下面是一些常规的运维手段. 查询每个表的行数 SELECT a.name, a.object_id, b.rows, b.index_id FROM sys.tables AS a INNER ...
- Python 生成带Logo的圆角带边框二维码
Python 生成二维码方式就不累述了,不会的自己百度吧 但python生成的二维码太难看了,要么没有logo,要么logo直接贴进去的,难看死了,有的也处理了一下,但没有圆角,也难看: 以下:是不是 ...
- 力扣977(Java)-有序数组的平方(简单)
题目: 给你一个按 非递减顺序 排序的整数数组 nums,返回 每个数字的平方 组成的新数组,要求也按 非递减顺序 排序. 示例 1: 输入:nums = [-4,-1,0,3,10]输出:[0,1, ...
- 剑指offer004(Java)-只出现一次的数字(中等)
题目: 给你一个整数数组 nums ,除某个元素仅出现 一次 外,其余每个元素都恰出现 三次 .请你找出并返回那个只出现了一次的元素. 示例1: 输入:nums = [2,2,3,2] 输出:3 示例 ...
- 牛客网-SQL专项训练3
①这里有一张user表包含如下信息: 现在要把name列的所有值都转换为大写,并将字段重命名为names,像下面这样: SQL语句为:SELECT UCASE(name) AS names FROM ...
- 中仑网络全站 Dubbo 2 迁移 Dubbo 3 总结
简介: 中仑网络在 2022 年完成了服务框架从 Dubbo 2 到 Dubbo 3 的全站升级,深度使用了应用级服务发现.Kubernetes 原生服务部署.服务治理等核心能力.来自中仑网络的技术负 ...
- 全链路灰度之 RocketMQ 灰度
简介:本文将以上次介绍过的<如何用 20 分钟就能获得同款企业级全链路灰度能力?>中的场景为基础,来进一步介绍消息场景的全链路灰度. 作者:亦盏 之前的系列文章中,我们已经通过全链路金丝 ...
- [K8s] Pod 与容器设计模式 Sidecar
为什么 Pod 必须是原子调度? 在两个容器紧密协作的场景中,避免调度失败问题. Pod 解决了里面多个容器之间高效共享某些资源和数据,共享网络.共享存储. 容器设计模式? 通过在 Pod 里定义专门 ...
- 【图形数据集】CIFAR-10 dataset数据集
文献引用:https://www.cs.toronto.edu/~kriz/cifar.html The CIFAR-10 dataset The CIFAR-10 dataset consists ...
- Kafka源码分析(四) - Server端-请求处理框架
系列文章目录 https://zhuanlan.zhihu.com/p/367683572 一. 总体结构 先给一张概览图: 服务端请求处理过程涉及到两个模块:kafka.network和kafka. ...