Розроблення багатопоточної Windows Forms програми для реалізації алгоритму шифрування RSA. Розрахунково - графічна робота з Операційні системи телекомунікаційних мереж. Робота № 524762

Розроблення багатопоточної Windows Forms програми для реалізації алгоритму шифрування RSA

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

Не вказано

Факультет:

Не вказано

Кафедра:

Не вказано

Інформація про роботу

Рік:

2013

Тип роботи:

Розрахунково - графічна робота

Предмет:

Операційні системи телекомунікаційних мереж

Варіант:

57 а

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА" / Звіт до Графічно - розрахункової роботи на тему: ” Розроблення багатопоточної Windows Forms програми для реалізації алгоритму шифрування RSA” з курсу: “Операційні системи” Варіант 57 Прийняв: Павельчак А.Г. Львів – 2013 Мета роботи: Вивчити принцип функціонування асиметричних криптосистем з відкритими ключами на прикладі RSA, дослідити числові алгоритми, що використовуються у криптографії та реалізувати алгоритмічною мовою С++ алгоритм шифрування RSA. Завдання 1. Мовою С# розробити окремий клас реалізації алгоритму з відкритим ключем RSA та побудувати Windows Forms програму (рис. 1) для генерування ключів RSA та шифрування/дешифру-вання файлів. Функціонування програми умовно розбити на дві частини: Система RSA – передбачає генерування закритого/відкри-того ключів, шифрування відкритим ключем вибраного в діалого-вому вікні файла, дешифруваня файла, згідно закритого ключа; Злом RSA – передбачає підбір (відновлення) закритого ключа згідно відкритого ключа простим методом перебору та дешиф-рування вказаного файла. 2. Усю функціональну роботу (генерування ключів, шифрування та дешифрування файлів) виконувати в окремих потоках. При виконанні роботи у вторинному потоці передбачати блокування кнопок виклику ( button1.Enabled = false; ) та розблокуван-ня їх після закінчення. По завершенню шифрування чи роз-шифрування файла виводити відповідне інформаційне вікно ( MessageBox.Show ("Шифрування завершено"); ). / Теоретична частина Бінарний алгоритм Евкліда. Для комп’ютерів операції множення та додавання є набагато простішими, аніж операції ділення та обчислення залишку. Тому звичайна реалізація алгоритму Евкліда є не зовсім ефективною. При обчисленнях НСД можна використати ряд таких еквівалентних перетворень НСД (,) =. (2.26) Зазначимо, що ділення на 2 є простою операцією, оскільки вона рівносильна простому зсуву розрядів у двійковій системі числення. Саме ця властивість і використовується у бінарному алгоритмі. Бінарний алгоритм Евкліда обчислення НСД (,) для Код програми: using System; using System.Collections.Generic; using System.ComponentModel; using System.Data; using System.Drawing; using System.Linq; using System.Text; using System.Threading.Tasks; using System.Windows.Forms; using System.IO; using System.Threading; namespace Олег { public partial class Form1 : Form { public Form1() { InitializeComponent(); } public ulong NSD(ulong a, ulong b) { ulong nsd; ulong g = 1; // якщо a та b парні числа відокремлення степеню двійки з НСД while (a % 2 == 0 && b % 2 == 0) { a = a / 2; b = b / 2; g = 2 * g; } // тепер a чи b непарне число while (a != 0) { while (a % 2 == 0) a = a / 2; while (b % 2 == 0) b = b / 2; //тепер обидва числа a та b непарні if (a >= b) a = (a - b) / 2; else b = (b - a) / 2; } nsd =g * b; return nsd; } public ulong StepMOD(ulong a, int x, ulong n) { int w = 3; int worker, n_x; int base1 = 1; // основа системи числення для вікна w for (int i = 0; i < w; i++) base1 *= 2; ulong[] A = new ulong[base1]; A[0] = 1; // обчислення таблиці значень for (int i = 1; i < base1; i++) A[i] = (A[i - 1] * a) % n; // визначення к-сті розрядів числа x за основою base worker = x; n_x = 1; while (worker > base1 - 1) { worker = worker / base1; n_x++; } // перевід з 10 системи числення у систему з основою base int[] x_base = new int[n_x]; for (int i = 0; i < n_x; i++) { x_base[i] = x % base1; x /= base1; } // основний алгоритм ulong m = 1; for (int i = n_x - 1; i >= 0; i--) { for (int j = 0; j < w; j++) m = (m * m) % n; int f = x_base[i]; m = (m * A[f]) % n; } return m; } //public ulong StepMOD(ulong a, int x, ulong n) // { // ulong tmp; // if (x == 1) return a % n; // if ((x & 1) != 0) // { // tmp = StepMOD(a, x >> 1, n); // tmp = (tmp * tmp) % n; // return (tmp * a) % n; // } // else // { // tmp = StepMOD(a, x >> 1, n); // return (tmp * tmp) % n; // } // } public long Inverse(long a, long n) { long u, v, A, B, C, D, g, c, k, n1, nsd; g = 1; n1 = (long)n; // якщо a та b парні числа -> відокремлення степеню двійки з НСД while ((a & 1) == 0 && (n & 1) == 0) { a = a >> 1; n = n >> 1; g = g << 1; } // тепер лише a чи b непарне число u = (long)a; v = (long)n; A = 1; B = 0; C = 0; D = 1; do { while ((u & 1) == 0) // поки u парне { u = u >> 1; if ((A & 1) == 0 && (B & 1) == 0) { A = A >> 1; B = B >> 1; } else { A = (A + (long)n) >> 1; B = (B - (long)a) >> 1; } } while ((v & 1) == 0) // поки v парне { v = v >> 1; if ((C & 1) == 0 && (D & 1) == 0) { C = C >> 1; D = D >> 1; } else { C = (C + (long)n) >> 1; D = (D - (long)a) >> 1; } } if (u >= v) { u = u - v; A = A - C; B = B - D; } else { v = v - u; C = C - A; D = D - B; } } while (u > 0); nsd = g * v; c = C; k = D; if (c < 0) c += n1; return c; // вихід: числа nsd, c, k // с – обернене значення за модулем n } public ulong generator(Random autoRand) { ulong p , mask; // генероване просте число int t = 110; // t – кількість повторів тесту на простоту bool BOOL; //Random autoRand = new Random(); // генератор випадкових чисел do { BOOL = false; p = (ulong)autoRand.Next(1, 65535); // генерування наступного випадк.числа mask = 1; p = p | 1; p = p | (mask << 15); // встановл. ст. та мол. бітів в "1" for (int i = 3; i < 2000; i += 2) //перевірка діленням на прості числа if ((int)p % i == 0) { BOOL = true; break; } if (!BOOL) BOOL = Test(p, t); // ф-ція Test – тест на простоту числа p } while (BOOL); return p; } public bool Test(ulong p, int t) // p – вхідне число, t – к-сть тестів { Random autoRand = new Random(); // ств. генер-ра випадк. чисел ulong a, c; for (int i = 0; i < t; i++) { a = (ulong)autoRand.Next(2, (int)(p - 1)); if (NSD(a, p) != 1) return true; // true -- число p складене // NSD (a, p) – ф-ція знаходження НСД ( , ) c = StepMOD(a, (int)(p - 1) / 2, p); // ф-ція підн-ня до степеню за mod if (c != 1 && c != (p - 1)) { return true; } // true -- число p складене } return false; } private delegate void new_delegat(); void butt() { button2.Enabled = true; } void butt1() { button3.Enabled = true; } void butt2() { button5.Enabled = true; } private void button1_Click(object sender, EventArgs e) { button1.Enabled = false; ulong p, q, n, E; ulong D; Random autoRand = new Random(); // ств. генератора випадкових чисел p = generator(autoRand); // генерування простого числа p q = generator(autoRand); // генерування простого числа q n = p * q; do { E = (ulong)autoRand.Next(int.MaxValue); // генерування числа E } while (NSD(E, (p - 1) *(q - 1)) != 1); // NSD () – ф-ція знаходження НСД D = ((ulong)Inverse((long)E, (long)((p - 1) * (q - 1)))); // ф-ція обчислення оберненого за mod // далі виконуємо вивід чисел p, q, n, E, D // у відповідні їм елементи керування textBox textBox1.Text = p.ToString(); textBox2.Text = q.ToString(); textBox3.Text = n.ToString(); textBox4.Text = E.ToString(); textBox5.Text = D.ToString(); MessageBox.Show("Генерація ключів завершена"); button1.Enabled = true; } private void button2_Click(object sender, EventArgs e) { String filename; byte p; uint m; ulong m1, c, n, E; n = Convert.ToUInt64(textBox3.Text); E = Convert.ToUInt64(textBox4.Text); openFileDialog1.ShowDialog(); //викликаємо діалогове вікно вибору файлу filename = openFileDialog1.FileName; //зчитуємо шлях до файлу BinaryReader binReader = new BinaryReader(File.Open(filename, FileMode.Open)); // створюємо об’єкт для бінарного читання з файлу BinaryWriter binWriter = new BinaryWriter(File.Open(filename + ".rsa", FileMode.Create)); // створюємо об’єкт для бінарного запису у файл ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(Method1), button2.Enabled = false); ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback((obj) => { try { do { p = binReader.ReadByte(); // зчитуємо 8-бітний блок даних m1 = (ulong)(p); c = StepMOD(m1, (int)E, n); // обчислюємо m = (uint)(c); binWriter.Write(m); // запис 32-бітн. зашифр.блоку даних } while (1 > 0); } catch (Exception ex) { Console.WriteLine(ex); } binReader.Close(); //закриваємо файл з вх.даними binWriter.Close(); BeginInvoke(new new_delegat(butt), null); MessageBox.Show("Шифрування завершене!"); })); } private void button3_Click(object sender, EventArgs e) { String filename; byte p; uint c1; ulong m, c, n, D; n = Convert.ToUInt64(textBox3.Text); D = Convert.ToUInt64(textBox5.Text); openFileDialog1.ShowDialog(); filename = openFileDialog1.FileName; BinaryReader binReader = new BinaryReader(File.Open(filename, FileMode.Open)); BinaryWriter binWriter = new BinaryWriter(File.Open(filename.Replace(".rsa", ""), FileMode.Create)); ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(Method1), button3.Enabled = false); ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback((obj) => { try { do { c1 = binReader.ReadUInt32(); // зчит. 32-бітн.блок шифр. даних c = (ulong)(c1); m = StepMOD(c, (int)D, n); // обчислюємо p = (byte)(m); binWriter.Write(p); // запис 8-бітного блоку розшифр.даних } while (1 > 0); } catch (Exception ex) { Console.WriteLine(ex); } binReader.Close(); binWriter.Close(); BeginInvoke(new new_delegat(butt1), null); MessageBox.Show("Розшифрування завершене!"); })); } private void button4_Click(object sender, EventArgs e) { button4.Enabled = false; ulong E1, n1; ulong p1, q1, i = 3; ulong D1; E1 = Convert.ToUInt64(textBox6.Text); n1 = Convert.ToUInt64(textBox7.Text); while (i <= n1) { if (n1 % i == 0) break; i += 2; } p1 = i; q1 = n1 / p1; D1 = (ulong)Inverse((long)E1, (long)(p1 - 1) * (long)(q1 - 1));// ф-ція обчислення оберненого за mod // далі виконуємо вивід чисел p, q, D // у відповідні їм елементи керування textBox textBox8.Text = p1.ToString(); textBox9.Text = q1.ToString(); textBox10.Text = D1.ToString(); MessageBox.Show("Відновлення ключів завершена"); button4.Enabled = true; } private void button5_Click(object sender, EventArgs e) { String filename; byte p1; uint c1; ulong m1, c, n1, D1; n1 = Convert.ToUInt64(textBox7.Text); D1 = Convert.ToUInt64(textBox10.Text); openFileDialog1.ShowDialog(); filename = openFileDialog1.FileName; BinaryReader binReader = new BinaryReader(File.Open(filename, FileMode.Open)); BinaryWriter binWriter = new BinaryWriter(File.Open(filename.Replace(".rsa", ""), FileMode.Create)); //button5.Enabled = false; ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(Method1), button5.Enabled = false); ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback((obj) => { try { do { c1 = binReader.ReadUInt32(); // зчит. 32-бітн.блок шифр. даних c = (ulong)(c1); m1 = StepMOD(c, (int)D1, n1); // обчислюємо p1 = (byte)(m1); binWriter.Write(p1); // запис 8-бітного блоку розшифр.даних } while (1 > 0); } catch (Exception ex) { Console.WriteLine(ex); } binReader.Close(); binWriter.Close(); BeginInvoke(new new_delegat(butt2), null); MessageBox.Show("Розшифрування завершене!"); })); } static void Method(object ob) { Thread.Sleep(1000); MessageBox.Show("Генерація ключів завершена"); } static void Method1(object ob) { Thread.Sleep(1000); } static void Method3(object ob) { Thread.Sleep(1000); MessageBox.Show("Відновлення ключа завершено"); } } } Результат програми: / / Висновок В даній розрахунковій роботі я розробив програму мовою C# для шифрування та розшифрування файлів з використанням асиметричних криптосистем з відкритими ключами на прикладі RSA. Алгоритми шифрування та розшифрування реалізував з використанням багатопоточності Windows Forms.

Розрахунково - графічна робота Операційні системи телекомунікаційних мереж

farik181818

29.06.2013 00:36

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

поділитись