static void DoAllTheJobWithText(
string text, CustomRSA Key,
List <BigInteger> cur_data,
List <BigInteger> enc_data,
List <BigInteger> dec_data)
{
int blocklength = Key.KeyLength / 8;
byte[] data = ENC.GetBytes(text);
BytesToList(blocklength, data, cur_data);
w("\n\n текущий текст: ");
WriteList(cur_data, blocklength);
EncodeText(Key, cur_data, enc_data);
w("\n\n encoded текст: ");
WriteListBASE64(enc_data, blocklength);
/*DecodeText(Key, enc_data, dec_data);
* w("\n\n non-optimized: ");
* WriteList(dec_data, blocklength);*/
DecodeTextOptimized(Key, enc_data, dec_data);
w("\n\n optimized: ");
WriteList(dec_data, blocklength);
}
static void EncodeText(CustomRSA Key, List <BigInteger> cur_data, List <BigInteger> enc_data)
{
enc_data.Clear();
for (int i = 0; i < cur_data.Count(); i++)
{
enc_data.Add(cur_data[i].ModPow(Key.E, Key.N));
}
}
static void DecodeText(CustomRSA Key, List <BigInteger> enc_data, List <BigInteger> dec_data)
{
dec_data.Clear();
for (int i = 0; i < enc_data.Count(); i++)
{
dec_data.Add(enc_data[i].ModPow(Key.D, Key.N));
}
}
static void DecodeTextOptimized(CustomRSA Key, List <BigInteger> enc_data, List <BigInteger> dec_data)
{
BigInteger m0 = BigInteger.Zero;
BigInteger m1 = BigInteger.Zero;
BigInteger m2 = BigInteger.Zero;
BigInteger h = BigInteger.Zero;
dec_data.Clear();
for (int i = 0; i < enc_data.Count(); i++)
{
m1 = enc_data[i].ModPow(Key.DP, Key.P);
m2 = enc_data[i].ModPow(Key.DQ, Key.Q);
h = Key.QINV.Multiply(m1.Subtract(m2)).Mod(Key.P);
m0 = m2.Add(h.Multiply(Key.Q));
dec_data.Add(m0);
}
}
/*
* public static byte[] KeyExchange(byte[] publicKey, byte[] privateKey)
* {
* var sharedKey = new byte[32];
* KeyExchange(new ArraySegment<byte>(sharedKey), new ArraySegment<byte>(publicKey), new ArraySegment<byte>(privateKey));
* return sharedKey;
* }
* public static void KeyExchange(ArraySegment<byte> sharedKey, ArraySegment<byte> publicKey, ArraySegment<byte> privateKey)
* {
* if (sharedKey.Array == null)
* throw new ArgumentNullException("sharedKey.Array");
* if (publicKey.Array == null)
* throw new ArgumentNullException("publicKey.Array");
* if (privateKey.Array == null)
* throw new ArgumentNullException("privateKey");
* if (sharedKey.Count != 32)
* throw new ArgumentException("sharedKey.Count != 32");
* if (publicKey.Count != 32)
* throw new ArgumentException("publicKey.Count != 32");
* if (privateKey.Count != 64)
* throw new ArgumentException("privateKey.Count != 64");
* }
*/
#endregion
static void Main(string[] args)
{
Console.SetWindowSize(100, 25);
//Console.OutputEncoding = ENC;
int menu = 0;
wl("выберите, что хотите проверить");
wl("1. нормальная работа rsa");
wl("2. факторизация числа N");
wl("3. атака Винера");
wl("4. атака повторного шифрования");
wl("5. атака бесключевого шифрования");
wl("6. закладка в публичный ключ");
wl("0. ничего");
w(" ваше решение: ");
ri(ref menu);
int keylength = 0;
w(" размер ключей в битах: ");
if (menu < 6)
{
ri(ref keylength);
}
else
{
keylength = 2048;
}
#region инициализация переменных
Stopwatch stopwatch = new Stopwatch();
List <ElapsedTime> times = new List <ElapsedTime>();
List <TimeSpan> avgt1 = new List <TimeSpan>();
List <TimeSpan> avgt2 = new List <TimeSpan>();
TimeSpan[] avg_time = new TimeSpan[2];
// инициализация всех нужных переменных
BigInteger p = BigInteger.Zero;
BigInteger q = BigInteger.Zero;
BigInteger N = BigInteger.Zero;
BigInteger ww = BigInteger.Zero;
BigInteger e = BigInteger.Zero;
BigInteger d = BigInteger.Zero;
BigInteger dp = BigInteger.Zero;
BigInteger dq = BigInteger.Zero;
BigInteger qinv = BigInteger.Zero;
BigInteger debug = BigInteger.Zero;
//w(" введите текст: ");
//string s = rs();
string s =
"QWERTYUIOPASDFGHJKLZXCVBNM" +
"qwertyuiopasdfghjklzxcvbnm" +
"ЙЦУКЕНГШЩЗХЪФЫВАПРОЛДЖЭЯЧСМИТЬБЮ" +
"йцукенгшщзхъфывапролджэячсмитьбю" +
"0123456789" +
"-=!@#$%^&*()_+[];'\\,./{}:\"|<>?";
byte[] data = ENC.GetBytes(s);
List <BigInteger> cur_data = new List <BigInteger>();
List <BigInteger> enc_data = new List <BigInteger>();
List <BigInteger> dec_data = new List <BigInteger>();
//int rounds = 1;
//w(" количество раундов: ");
//ri(ref rounds);
#endregion
#region работа rsa (obsolete)
/*
* wl("~~ генерация p и q ~~");
* p = BigInteger.ProbablePrime(keylength, new SecureRandom());
* q = BigInteger.ProbablePrime(keylength, new SecureRandom());
*
* N = p.Multiply(q);
* ww = p.Subtract(BigInteger.One).Multiply(q.Subtract(BigInteger.One));
*
* wl(" p = " + p + "\n q = " + q);
* wl(" N = p * q = " + N);
* wl(" w(N) = (p - 1) * (q - 1) = " + ww);
*
* wl("~~ генерация e и d ~~");
* do
* {
* e = BigInteger.ProbablePrime(keylength, new SecureRandom());
* } while (ww.Mod(e).Equals(0));
* d = e.ModInverse(ww);
*
* wl(" e = " + e);
* wl(" d = " + d);
*
* // вычисления для оптимизации
* dp = d.Mod(p.Subtract(BigInteger.One));
* dq = d.Mod(q.Subtract(BigInteger.One));
* qinv = q.ModInverse(p);
*/
#endregion
#region внедрение закладки (obsolete)
/*byte[] seed, payload;
* MakeSeedAndPayload(out seed, out payload);
* var randomKeyPair = BuildKey(seed, payload);
*
* payload = ExtractPayload((RsaKeyParameters)randomKeyPair.Public);
* var restoredKey = BuildKeyFromPayload(payload);
*
* var initialParams = ((RsaPrivateCrtKeyParameters)randomKeyPair.Private);
* var restoredParams = ((RsaPrivateCrtKeyParameters)restoredKey.Private);*/
#endregion
#region внедрение закладки 2 (obsolete)
/*
* // генерируем ключевую пару RSA, используя ГПСЧ и seed
* var publicExponent = new BigInteger("10001", 16);
* var keygen = new RsaKeyPairGenerator();
* byte[] seed = new byte[32], payload = new byte[32];
* MakeSeedAndPayload(out seed, out payload);
*
* keygen.Init(new RsaKeyGenerationParameters(publicExponent, new SecureRandom(new SeededGenerator(seed)), 2048, 80));
* var pair = keygen.GenerateKeyPair();
*
* // берем модуль p*q и заменяем в нем часть байт на payload
* var paramz = ((RsaPrivateCrtKeyParameters)pair.Private);
* var modulus = paramz.Modulus.ToByteArray();
* Replace(modulus, payload, 80); // 80 - это смещение
*
* // считаем остальные параметры
* p = paramz.P;
* var n = new BigInteger(modulus);
* var preQ = n.Divide(p);
* q = preQ.NextProbablePrime();
*
* // считаем все параметры ключевой пары, кроме, p, заново
* var newKeyPair = ComposeKeyPair(p, q, publicExponent);
*
* // извлекаем payload
* byte[] extractedPayload = ExtractPayload((RsaKeyParameters)newKeyPair.Public);
* // вычисляем seed и прогоняем процесс заново, чтобы получить закрытый ключ
* var chackedKey = BuildKeyFromPayload(extractedPayload);
*/
#endregion
#region проверка работы (obsolete)
/*
* List<BigInteger> dec_data_1 = new List<BigInteger>();
* List<BigInteger> dec_data_2 = new List<BigInteger>();
*
* int blocklength = keylength / 8;
*
* // разбить текст на блоки и сохранить их в лист
* for (int i = 0; i < data.Count(); i += blocklength)
* {
* byte[] temp = new byte[blocklength];
* for (int j = 0; j < blocklength; j++)
* {
* if (i + j >= data.Count())
* temp[j] = 0;
* else
* temp[j] = data[i + j];
* }
* cur_data.Add(new BigInteger(temp));
* //k++;
* }
*
*
* w("\n\n текущий текст: ");
* WriteList(cur_data, blocklength);
*
* // зашифровать текст
* for (int i = 0; i < cur_data.Count(); i++)
* enc_data.Add(cur_data[i].ModPow(e, N));
*
* w("\n\n encoded текст: ");
* WriteListBASE64(enc_data, blocklength);
*
*
* // неоптимизированная расшифровка
* for (int i = 0; i < enc_data.Count(); i++)
* dec_data_1.Add(enc_data[i].ModPow(d, N));
*
* w("\n\n non-optimized: ");
* WriteList(dec_data_1, blocklength);
*
*
* // оптимизированная расшифровка
* BigInteger m0 = BigInteger.Zero;
* BigInteger m1 = BigInteger.Zero;
* BigInteger m2 = BigInteger.Zero;
* BigInteger h = BigInteger.Zero;
*
* for (int i = 0; i < enc_data.Count(); i++)
* {
* m1 = enc_data[i].ModPow(dp, p);
* m2 = enc_data[i].ModPow(dq, q);
* h = qinv.Multiply(m1.Subtract(m2)).Mod(p);
* m0 = m2.Add(h.Multiply(q));
*
* dec_data_2.Add(m0);
* }
* w("\n\n optimized: ");
* WriteList(dec_data_2, blocklength);
*
* w("\n\n____________________\n\n");
*/
#endregion
wl("\n\n\n");
CustomRSA Key = new CustomRSA(keylength);
//Key.GenParams();
//Key.P = BigInteger.ProbablePrime(keylength, new SecureRandom());
//Key.Q = BigInteger.ProbablePrime(keylength, new SecureRandom());
//Key.Q = Key.P.NextProbablePrime();
Key.N = Key.P.Multiply(Key.Q);
wl("n = " + Key.N);
wl("p = " + Key.P + ", q = " + Key.Q);
string msg = "m";
BigInteger MSG = new BigInteger(ENC.GetBytes(msg));
dynamic result;
switch (menu)
{
case 1: // обычная работа алгоритма
break;
case 2: // факторизация Ферма
Key.P = BigInteger.ProbablePrime(keylength, new SecureRandom());
Key.Q = Key.P.NextProbablePrime();
Key.N = Key.P.Multiply(Key.Q);
wl(" n = " + Key.N);
wl(" p = " + Key.P);
wl(" q = " + Key.Q);
stopwatch.Start();
result = FermatFactoringMethod(Key.N);
AddElapsedTime("", times, stopwatch);
showTimeElapsed(times);
wl(" результат факторизации:");
wl(" множитель 1: " + result.Item1);
wl(" множитель 2: " + result.Item2);
break;
case 3: // атака Винера
Key.GenParams();
// генерация параметров для успешного выполнения атаки
BigInteger limitD = BigIntSqrt(BigIntSqrt(Key.N)).Divide(BigInteger.Three);
int maxlength = limitD.BitLength;
do
{
Key.E = BigInteger.ProbablePrime(maxlength - maxlength % 8, new SecureRandom());
} while (Key.WW.Mod(Key.E).Equals(0) && limitD.CompareTo(Key.E) != 1);
Key.D = Key.E.ModInverse(Key.WW);
// обмен D и E
BigInteger temp = Key.D;
Key.D = Key.E;
Key.E = temp;
stopwatch.Start();
result = WienerAttack(Key.E, Key.N, MSG);
AddElapsedTime("", times, stopwatch);
showTimeElapsed(times);
wl(" результат атаки:");
wl(" исходный параметр E: " + Key.D);
wl(" полученный знаменатель: " + result);
break;
case 4: // атака повторного шифрования
Key.GenParams();
ReplayAttach(Key.N, Key.E, MSG);
//result = ReplayAttach(new BigInteger("84517"), new BigInteger("397"), new BigInteger("8646"));
stopwatch.Start();
result = ReplayAttach(Key.N, Key.E, MSG);
AddElapsedTime("", times, stopwatch);
showTimeElapsed(times);
wl(" результат атаки:");
wl(" найденное значение: " + result.Item1);
wl(" количество степеней: " + result.Item2);
break;
case 5: // атака бесключевого чтения
Key.GenParams();
BigInteger E2;
do
{
E2 = BigInteger.ProbablePrime(keylength, new SecureRandom());
} while (Key.WW.Mod(E2).Equals(0));
stopwatch.Start();
result = KeylessAttack(Key.N, Key.E, E2, MSG);
AddElapsedTime("", times, stopwatch);
showTimeElapsed(times);
wl(" результат атаки:");
wl(" исходный текст: " + MSG);
wl(" найденное значение: " + result);
break;
case 6:
Key = new CustomRSA(2048);
Key.GenParams();
DoAllTheJobWithText(s, Key, cur_data, enc_data, dec_data);
w("\n\n____________________\n\n");
// внедрение закладки
Key.InsertBackdoor();
DoAllTheJobWithText(s, Key, cur_data, enc_data, dec_data);
w("\n\n____________________\n\n");
// проверка закладки
Key.ExtractKeysFromBackdoor(new RsaKeyParameters(false, Key.N, Key.E));
DoAllTheJobWithText(s, Key, cur_data, enc_data, dec_data);
break;
case 0:
break;
}
/// факторизация Ферма
/*
* Key.P = BigInteger.ProbablePrime(keylength, new SecureRandom());
* Key.Q = Key.P.NextProbablePrime();
* Key.N = Key.P.Multiply(Key.Q);
* FermatFactoringMethod(Key.N);
*/
/// атака Винера
/*
* Key.GenParams();
* BigInteger limitD = BigIntSqrt(BigIntSqrt(Key.N)).Divide(BigInteger.Three);
* int maxlength = limitD.BitLength;
* do
* {
* Key.E = BigInteger.ProbablePrime(maxlength - maxlength % 8, new SecureRandom());
* } while (Key.WW.Mod(Key.E).Equals(0) && limitD.CompareTo(Key.E) != 1);
* Key.D = Key.E.ModInverse(Key.WW);
* BigInteger temp = Key.D; Key.D = Key.E; Key.E = temp;
* WienerAttack(Key.E, Key.N, MSG);
*/
/// атака повторного шифрования
/*Key.P = BigInteger.ProbablePrime(keylength, new SecureRandom());
* Key.Q = BigInteger.ProbablePrime(keylength, new SecureRandom());*/
//Key.GenParams();
//ReplayAttach(Key.N, Key.E, MSG);
//ReplayAttach(new BigInteger("84517"), new BigInteger("397"), new BigInteger("8646"));
/// атака бесключевого чтения
/*Key.GenParams();
* BigInteger E2;
* do
* {
* E2 = BigInteger.ProbablePrime(keylength, new SecureRandom());
* } while (Key.WW.Mod(E2).Equals(0));
* KeylessAttack(Key.N, Key.E, E2, MSG);*/
//Key.N = new BigInteger("137759");
//KeylessAttack(Key.N, new BigInteger("191"), new BigInteger("233"), new BigInteger("1234"));
//CustomRSA Key = new CustomRSA(2048);
//DoAllTheJobWithText(s, Key, cur_data, enc_data, dec_data);
w("\n\n____________________\n\n");
/*// внедрение закладки
* Key.InsertBackdoor();
* DoAllTheJobWithText(s, Key, cur_data, enc_data, dec_data);
* w("\n\n____________________\n\n");
* // проверка закладки
* Key.ExtractKeysFromBackdoor(new RsaKeyParameters(false, Key.N, Key.E));
* DoAllTheJobWithText(s, Key, cur_data, enc_data, dec_data);
* w("\n\n____________________\n\n");*/
Console.ReadKey(false);
}
