信息计算2019级1班2号孙志慧

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1. public class Node {
   
2.         private double p;

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1. import java.math.BigInteger;
   
2. public class Prime {
   
3.         public boolean sushu(double n) {
   
4.                 boolean isPrime = true;              
   
5.                 if (n > 2) {               
   
6.                         if (n % 2 == 0) {
   
7.                                 isPrime = false;
   
8.                         } else {                        
   
9.                                 for (int i = 3; i <= (int) Math.sqrt(n); i += 2) {
   
10.                                         if (n % i == 0) {
    
11.                                                 isPrime = false;
    
12.                                                 break;
    
13.                                         }
    
14.                                 }
    
15.                         }
    
16.                 }
    
17.                 return isPrime;
    
18.         }
    
19.         private static final BigInteger ZERO = BigInteger.ZERO;
    
20.         private static final BigInteger ONE = BigInteger.ONE;
    
21.         private static final BigInteger TWO = new BigInteger("2");
    
22.         private static final int ERR_VAL = 100;
    
23.         public BigInteger nextPrime(BigInteger start) {
    
24.                 // 产生一个比给定大整数 start 大的素数，错误率低于 1/2 的 ERR_VAL 次方
    
25.                 if (isEven(start))
    
26.                         start = start.add(ONE);
    
27.                 else
    
28.                         start = start.add(TWO);
    
29.                 if (start.isProbablePrime(ERR_VAL))
    
30.                         return (start);
    
31.                 else
    
32.                         // 采用递归方式（递归的层数会是个天文数字吗？）
    
33.                         return (nextPrime(start));
    
34.         }
    
35.         private static boolean isEven(BigInteger n) {
    
36.                 // 测试一个大整数是否为偶数
    
37.                 return (n.mod(TWO).equals(ZERO));
    
38.         }
    
39.         public BigInteger bigRandom(int numDigits) {
    
40.                 // 产生一个随机大整数，各位上的数字都是随机产生的，首位不为 0
    
41.                 StringBuffer s = new StringBuffer("");
    
42.                 for (int i = 0; i < numDigits; i++)
    
43.                         if (i == 0)
    
44.                                 s.append(randomDigit(false));
    
45.                         else
    
46.                                 s.append(randomDigit(true));
    
47.                 return (new BigInteger(s.toString()));
    
48.         }
    
49.         private StringBuffer randomDigit(boolean isZeroOK) {
    
50.                 // 产生一个随机的数字（字符串形式的）
    
51.                 int index;
    
52.                 if (isZeroOK)
    
53.                         index = (int) Math.floor(Math.random() * 10);
    
54.                 else
    
55.                         index = 1 + (int) Math.floor(Math.random() * 9);
    
56.                 return (digits[index]);
    
57.         }
    
58.         private static StringBuffer[] digits = { new StringBuffer("0"),
    
59.                         new StringBuffer("1"), new StringBuffer("2"),
    
60.                         new StringBuffer("3"), new StringBuffer("4"),
    
61.                         new StringBuffer("5"), new StringBuffer("6"),
    
62.                         new StringBuffer("7"), new StringBuffer("8"), new StringBuffer("9") };
    
63.         public static void main(String[] args) {
    
64.         }
    
65. }

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1. import java.math.BigInteger;
   
2. import java.util.ArrayList;
   
3. import java.util.Scanner;
   
4. public class RSA {
   
5.         static BigInteger x, y;
   
6.         public static boolean fun(BigInteger x, BigInteger y) {
   
7.                 BigInteger t;
   
8.                 while (!(y.equals(new BigInteger("0")))) {
   
9.                         t = x;
   
10.                         x = y;
    
11.                         y = t.mod(y);
    
12.                 }
    
13.                 if (x.equals(new BigInteger("1")))
    
14.                         return false;
    
15.                 else
    
16.                         return true;
    
17.         }
    
18.         public static BigInteger private(BigInteger a, BigInteger b) {
    
19.                 BigInteger temp;
    
20.                 if (b.equals(new BigInteger("0"))) {
    
21.                         x = new BigInteger("1");
    
22.                         y = new BigInteger("0");
    
23.                         return x;
    
24.                 }
    
25.                 private(b, a.mod(b));
    
26.                 temp = x;
    
27.                 x = y;
    
28.                 y = temp.subtract((a.divide(b).multiply(y)));
    
29.                 return x;
    
30.         }
    
31.         public static double entropy(String mess) {
    
32.                 ArrayList<Node> result = new ArrayList<Node>();
    
33.                 result.clear();
    
34.                 double num = mess.length();
    
35.                 for (int i = 0; i < num; i++) {
    
36.                         boolean flag_exit = true;
    
37.                         for (int j = 0; j < result.size(); j++) {
    
38.                                 if (result.get(j).getalpha() == mess.charAt(i)) {
    
39.                                         flag_exit = false;
    
40.                                         result.get(j).setp(result.get(j).getp() + 1 / num);
    
41.                                 }
    
42.                         }
    
43.                         if (flag_exit)
    
44.                                result.add(new Node(1 / num, mess.charAt(i)));
    
45.                 }
    
46.                 //计算熵
    
47.                 double entropy = 0;
    
48.                 for (int i = 0; i < result.size(); i++) {
    
49.                         double p1 = result.get(i).getp();
    
50.                         entropy += (-p1 * (Math.log(p1) / Math.log(2)));
    
51.                 }
    
52.                 return entropy;
    
53.         }
    
54.         public static void main(String[] args) {
    
55.                 BigInteger p = null;
    
56.                 BigInteger e, d, n, t, c;
    
57.                 BigInteger q = null;
    
58.                 for (int i = 0; i < 2; i++) {
    
59.                         int numDigits;
    
60.                         Prime pri = new Prime();
    
61.                         try {
    
62.                                 numDigits = Integer.parseInt("15");
    
63.                         } catch (Exception e1) {
    
64.                                 numDigits = 128;
    
65.                         }
    
66.                         BigInteger start = pri.bigRandom(numDigits);
    
67.                         BigInteger big = pri.nextPrime(start);
    
68.                         if (i == 0)
    
69.                                 p = big;
    
70.                         else
    
71.                                 q = big;
    
72.                 }
    
73.                 Scanner input = new Scanner(System.in);
    
74.                 n = p.multiply(q);
    
75.                 t = p.subtract(new BigInteger("1")).multiply(
    
76.                                 q.subtract(new BigInteger("1")));
    
77.                 int numDigits;
    
78.                 Prime pri = new Prime();
    
79.                 try {
    
80.                         numDigits = Integer.parseInt("15");
    
81.                 } catch (Exception e1) {
    
82.                         numDigits = 128;
    
83.                 }
    
84.                 BigInteger start = pri.bigRandom(numDigits);
    
85.                 BigInteger big = pri.nextPrime(start);
    
86.                 e = big;
    
87.                 while (e.compareTo(t) == 1 || fun(e, t)) {
    
88.                         System.out.println("e不合要求，请重新产生" + (e.compareTo(t) == 1)
    
89.                                         + fun(e, t));
    
90.                         pri = new Prime();
    
91.                         try {
    
92.                                 numDigits = Integer.parseInt("15");
    
93.                         } catch (Exception e1) {
    
94.                                 numDigits = 128;
    
95.                         }
    
96.                         start = pri.bigRandom(numDigits);
    
97.                         big = pri.nextPrime(start);
    
98.                         e = big;
    
99.                 }
    
100.                 // 求出私钥d
     
101.                 d = private(e, t);
     
102.                 System.out.println("随机生成2个素数p,q，如下:");
     
103.                 System.out.println(p);
     
104.                 System.out.println(q);
     
105.                 System.out.println("计算得到的n:");
     
106.                 System.out.println(n);
     
107.                 System.out.println("计算得到的t:");
     
108.                 System.out.println(t);
     
109.                 System.out.println("随机产生的公钥：");
     
110.                 System.out.println(e);
     
111.                 System.out.println("由扩展的欧几里德算法求得私钥：");
     
112.                 System.out.println(d);
     
113.                 while (true) {
     
114.                         System.out.println("请输入明文：");
     
115.                         String mess = input.nextLine();         
     
116.                         BigInteger m = new BigInteger(mess.getBytes());
     
117.                         System.out.println("明文的大整数表示形式：" + m);
     
118.                         //调用函数计算信息，统计信息
     
119.                         mess = m.toString();
     
120.                         System.out.println("计算得明文熵：" + entropy(mess));
     
121.                         // 修改第一位，+1
     
122.                         c = m.modPow(e, n);

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