【密码学】一文读懂RSA的随机数生成器

简介: 本文接着来聊一个比较轻松的内容,再来说一个随机数生成器,对于这个随机数生成器呢,这里和之前讲到过的BBS有一些类似,直接来看具体的内容蛤。

【密码学】一文读懂RSA的随机数生成器


%}LAL4H8}@USBB83LJ1]KT0.jpgRSA随机数生成器

本文接着来聊一个比较轻松的内容,再来说一个随机数生成器,对于这个随机数生成器呢,这里和之前讲到过的BBS有一些类似,直接来看具体的内容蛤。

这个随机数生成器的结构是真的简单,如果有实现好的大数运算的语言,基本上就只有一行核心的代码,相信各位读者看完我的代码实现之后,就会明白了。


算法过程

设p、q为两个k/2 bit长的素数,计算 ,随机选择一个b使得b满足 ,其中n和b是公开的,p和q是保密的。

在这里我们简单的来回顾一下rsa加密的过程,首选选取两个大素数p和q,然后计算 ,之后选取e满足 其中(n, e)作为公钥,这一块过程和RSA加密算法非常相似,因此呢,这个随机数生成器的名字就是这么来的。

好了,回忆完成RSA的加密算法,我们回过头开看随机数是怎样生成的,首先在 选择一个k比特长度的数字 作为种子。对于 定义如下的递推公式:

image.png

然后定义随机比特生成的函数:

image.png

其中:

image.png

这里,整个随机数生成器的过程就完成了,最后来一张简单的处理过程图吧。

image.gifRSA随机数生成器


代码实现

这里回归一下,因为算法比较简单,咱们还是用两种语言来实现

package rsa
import "math/big"
type RSAPRNG struct {
  p  big.Int
  q  big.Int
  b  big.Int
  s0 big.Int
  n  big.Int
}
func New(p, q, b, s0 big.Int) *RSAPRNG {
  n := new(big.Int)
  n.Mul(&p, &q)
  return &RSAPRNG{p, q, b, s0, *n}
}
func (r *RSAPRNG) PRNG() big.Int {
  r.s0.Exp(&r.s0, &r.b, &r.n)
  return r.s0
}

回归我的老本行语言,咱们再来rust来实现一下

use num_bigint::BigUint;
struct RSAPRNG {
    p: BigUint,
    q: BigUint,
    b: BigUint,
    s0: BigUint,
    n: BigUint,
}
impl RSAPRNG {
    pub fn new(p: &BigUint, q: &BigUint, b: &BigUint, s0: &BigUint) -> RSAPRNG {
        let n = p * q;
        RSAPRNG { p: p.clone(), q: q.clone(), b: b.clone(), s0: s0.clone(), n }
    }
    pub fn next(&mut self) -> BigUint {
        self.s0 = self.s0.modpow(&self.b, &self.n);
        self.s0.clone()
    }
}


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