I'm having some issues compiling my code below and I think the problem is related to linking gmplib to the compiler.
I couldn't understand how to set the lib up on Windows or how to compile it. Here is my code. Variable names and comments are written in French. Sorry for that.
// projet(essai final).cpp : Defines the entry point for the console application.
//
//****** la classe rsa_gmp.h *******
#include "stdafx.h"
#include<iostream>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <gmp.h>
#include <time.h>
using namespace std;
class Class_one {
private:
string fichierSource;
string fichierDest;
int tailleBloc ;
public:
Class_one();
void PGCD (mpz_t ,mpz_t,mpz_t);
void puissance(mpz_t,mpz_t,mpz_t,mpz_t);
void test_primalite(mpz_t,mpz_t);
void InitialiseRandom(gmp_randstate_t );
void nextprime (mpz_ptr , mpz_srcptr ) ;
void Genere_publicKey( mpz_t ,mpz_t , mpz_t ,gmp_randstate_t );
void Genere_privateKey (mpz_t , mpz_t , mpz_t ) ;
void Genere_nbPremier( mpz_t , mpz_t , int , gmp_randstate_t ) ;
void chiffre_Msg( mpz_t , mpz_t , mpz_t , mpz_t );
void dechiffre_Msg( mpz_t , mpz_t , mpz_t , mpz_t );
short int SetFichiers(string nomFichierDest, string nomFichierSource);
string DeTranscoder(mpz_t );
mpz_t Transcoder(string ) ;
~Class_one();
}
Class_one::Class_one(){
this->fichierDest="";
this->fichierSource="";
this->tailleBloc=256;
};
Class_one::~Class_one(){};
void Class_one::PGCD ( mpz_t resultat, mpz_t a , mpz_t b )
{
mpz_t r , r1 ,r2;
//intialiser les variables
mpz_init( r );
mpz_init( r1 );
mpz_init( r2 );
// affectation
mpz_set (r , a ) ;
mpz_set (r1 , b) ;
while ( mpz_cmp_ui ( r1, 0) != 0)
{
mpz_mod ( r2, r, r1);
mpz_set (r , r1 ) ;
mpz_set (r1 , r2) ;
}
mpz_set (resultat , r) ;
// liberer l'espace de variable
mpz_clear( r );
mpz_clear( r1 );
mpz_clear( r2 );
}
void Class_one::puissance (mpz_t resultat ,mpz_t a, mpz_t e, mpz_t n)
{
mpz_t temp,t,a_bis,e_bis ;
// initialise la variable local
mpz_init( temp );
mpz_init( t );
mpz_init( a_bis );
mpz_set( a_bis , a );
mpz_init( e_bis );
mpz_set( e_bis , e );
mpz_set_ui (temp , 1);
while ( mpz_cmp_ui ( e_bis,0 )> 0)
{
mpz_mod_ui( t , e_bis , 2);
if( mpz_cmp_ui( t , 0 ) != 0)
{
mpz_mul( temp , temp , a_bis);
mpz_mod( temp , temp ,n );
}
mpz_mul(a_bis , a_bis, a_bis);
mpz_mod ( a_bis, a_bis, n);
mpz_tdiv_q_ui(e_bis,e_bis,2);
}
mpz_set( resultat , temp );
// liberer l'espace utilisé
mpz_clear( temp );mpz_clear(t);
mpz_clear(a_bis );mpz_clear(e_bis );
}
/*
La test_primalite verifie si un nombre est premier,c'est une application
de Miller_Rabin
@ param long a, n( mod n)
@return 1 ou 0
*/
void Class_one::test_primalite ( mpz_t resultat , mpz_t n)
{
mpz_t var ,p, e, m , i , k ,temp ;
// initialiser les variables locals
mpz_init(var) ;mpz_init(p) ;mpz_init(e) ;mpz_init( temp ) ;
mpz_init( m) ;mpz_init( i) ;mpz_init( k) ;
mpz_sub_ui ( m , n , 1);
mpz_sub_ui ( e , n , 1);
mpz_set_ui( var , 10 );
mpz_set_ui ( k , 0 );
mpz_mod_ui ( temp , e , 2);
while ( mpz_cmp_ui ( temp , 0 )== 0)
{
mpz_tdiv_q_ui( e , e , 2);
mpz_add_ui ( k , k , 1);
mpz_mod_ui ( temp , e , 2);
}
Class_one::puissance( mpz_t p ,mpz_t var ,mpz_t e , mpz_t n );
if( mpz_cmp_ui ( p , 1) == 0)
{
mpz_set_ui( resultat , 1);
return;
}
mpz_set_ui( i , 0);
while( mpz_cmp ( i , k ) < 0)
{
if( mpz_cmp( p , m )== 0)
{
mpz_set_ui( resultat , 1);
break ;
}
if( mpz_cmp_ui( p , 1 )== 0)
{
mpz_set_ui( resultat , 0);
break ;
}
mpz_mul( p, p , p );
mpz_mod( p , p , n) ;
mpz_add_ui (i, i , 1);
}
// liberer l'espace utilisé par les variables locals
mpz_init(var) ;mpz_init(p) ; mpz_init(e) ;mpz_init(temp) ;
mpz_init( m) ;mpz_init( i) ;mpz_init( k) ;
}
// la fonction initializeRandom permet d,initialiser le generateur de nombre aleatoire
void Class_one::InitialiseRandom(gmp_randstate_t r_state )
{
/* Initialisation de nombre aleatoire*/
unsigned long int seed;
seed = time(0);
gmp_randinit_default (r_state);
gmp_randseed_ui(r_state, seed);
}
// le nextprime permet de calculer le nombre premier suivant
void Class_one::nextprime (mpz_ptr p, mpz_srcptr t)
{
mpz_t test ;
mpz_init( test );
mpz_add_ui (p, t, 13);
void Class_one::test_primalite ( mpz_t test ,mpz_t p);
while (mpz_cmp_ui( test , 0)!= 1 )
{
mpz_add_ui (p, p, 13);
void Class_one::test_primalite ( mpz_t test , mpz_t p);
}
}
// la fonction genere_PK() permet de créer la clé public e
void Class_one:: Genere_publicKey( mpz_t e ,mpz_t p , mpz_t q ,gmp_randstate_t state )
{
mpz_t a , b , c, r , y ,rand_Num;
// initialiser les avriable locale
mpz_init( a );
mpz_init( b );
mpz_init( c );
mpz_init( y );
mpz_init( r );
mpz_init( rand_Num );
mpz_sub_ui( a, p, 1 );
mpz_sub_ui( b, q, 1 );
mpz_mul( y, a, b );
//Définition d'une valeur max de E.
mpz_t max;
mpz_init( max );
mpz_set_str ( max , "97" ,0);
mpz_urandomm( rand_Num, state, max );
mpz_add_ui ( rand_Num , rand_Num , 3);
mpz_mod(c,rand_Num,y);
void Class_one::PGCD( mpz_t r , mpz_t c, mpz_t y);
while (( mpz_cmp_ui( r,1 )!= 0) ||mpz_cmp( c ,max )>0 ||mpz_cmp_ui( c ,0) ==0 )
{
mpz_urandomm( rand_Num, state, max );
mpz_add_ui ( rand_Num , rand_Num , 3);
mpz_mod(c,rand_Num,y);
void Class_one::PGCD( mpz_t r , mpz_t c, mpz_t y);
}
mpz_set( e ,c ) ;
// effacer les espaces utilisées par les variables
mpz_clear( a );mpz_clear( b );mpz_clear( y );mpz_clear( r );
mpz_clear( rand_Num );mpz_clear( max );mpz_clear( c );
}
// La fonction genere_privateKey permet de determiner la clé public
// algorithme euclide etendu
void Class_one::Genere_privateKey (mpz_t d , mpz_t e , mpz_t phi)
{
mpz_t e0,t0 , t , q, r, n0, temp ,temp2;
// initialiser les variables
mpz_init ( e0);mpz_init ( t0 );mpz_init ( t );mpz_init ( q );
mpz_init ( r );mpz_init ( n0 );mpz_init ( temp );mpz_init ( temp2 );
mpz_set_ui( t , 1) ;
mpz_set ( n0 , phi );
mpz_set ( e0 , e );
mpz_tdiv_q( q , n0 , e0);
mpz_mod ( r ,n0 , e0) ;
while( mpz_cmp_ui ( r, 0) > 0)
{
mpz_mul( temp , q, t);
mpz_sub( temp , t0, temp );
if( mpz_cmp_ui ( temp , 0) >= 0)
{
mpz_mod ( temp , temp ,phi);
}
else
{
mpz_mod( temp , temp , phi);
}
mpz_set( t0 , t);
mpz_set( t , temp);
mpz_set( n0, e0);
mpz_set( e0, r);
mpz_tdiv_q( q , n0 , e0);
mpz_mod ( r ,n0 , e0) ;
}
mpz_set ( d , t);
// liberer l'espaces des variables
mpz_clear( e0 );mpz_clear( t0 );mpz_clear( t );mpz_clear( q );
mpz_clear( r );mpz_clear( n0 );mpz_clear( temp );mpz_clear( temp2 );
}
/*
La fonction Genere_nbPremier retourne les deux entiers P et Q
aleatoires et premiers
*/
void Class_one::Genere_nbPremier( mpz_t p, mpz_t q, int n, gmp_randstate_t state )
{
//création de varaiable locale
mpz_t rand, nb_aleatoire, max , min , varp , varq;
// initialiser les variables
mpz_init( rand ); mpz_init( nb_aleatoire ); mpz_init( max );
mpz_init( min );mpz_init( varp );mpz_init( varq );
// calcule du Borne Superieur
mpz_ui_pow_ui( max, 2, n+1 );
// calcule du borne inferieur
mpz_ui_pow_ui( min, 2, n );
// Génère un nombre compris entre 0 et max et le stocke dans rand. state initialise le générateur aléatoire.
do
{
mpz_urandomm( rand, state, max );
}while( mpz_cmp( rand, min) > 0 );
// Vérifie que rand est supérieur à la borne inférieure
void Class_one::nextprime ( mpz_ptr p ,mpz_srcptr rand );
// Génère un nombre Q compris entre 0 et max et le stocke dans rand. state initialise le générateur aléatoire.
do
{
mpz_urandomm( nb_aleatoire, state, max );
}while(( mpz_cmp( nb_aleatoire, min) > 0 )|| ( mpz_cmp ( p , q ) == 0));
// Vérifie que rand est supérieur à la borne inférieure
void Class_one::nextprime(mpz_ptr q ,mpz_srcptr nb_aleatoire );
// clear l'espace utilisé
mpz_clear( nb_aleatoire );mpz_clear( rand );mpz_clear( max );
mpz_clear( min );mpz_clear( varq );mpz_clear( varp );
}
// fonction de chiffrement de message
void Class_one::chiffre_Msg( mpz_t chiffre, mpz_t message , mpz_t e, mpz_t n)
{
mpz_t cipher;
mpz_t i;
mpz_t temp;
mpz_init(cipher);
mpz_init(i);
mpz_init(temp);
mpz_set_si(cipher,1);
void Class_one::puissance (mpz_t cipher ,mpz_t message,mpz_t e,mpz_t n);
mpz_set(chiffre,cipher);
mpz_clear(cipher);
mpz_clear(temp);
}
// fonction dechiffrement de message
void Class_one:: dechiffre_Msg( mpz_t message2, mpz_t chiffre , mpz_t d, mpz_t n)
{
mpz_t message;
mpz_t i;
mpz_t temp;
mpz_init(message);
mpz_init(i);
mpz_init(temp);
mpz_set(temp,chiffre);
void Class_one::puissance ( mpz_t message,mpz_t temp ,mpz_t d,mpz_t n);
mpz_set(message2,message);
mpz_clear(message);
mpz_clear(temp);
}
short int Class_one::SetFichiers(string nomFichierDest, string nomFichierSource)
{
FILE *f1;
FILE *f2;
f1=fopen(nomFichierSource.c_str(), "rb");
f2=fopen(nomFichierDest.c_str(), "wb");
if(f1==NULL || f2==NULL)
{
if (f1!=NULL) fclose(f1);
if (f2!=NULL) fclose(f2);
return -1;
}
fclose(f1);
fclose(f2);
this->fichierDest=""+nomFichierDest;
this->fichierSource=""+nomFichierSource;
return 0;
}
mpz_t Class_one::Transcoder(string str)/*
La méthode Transcoder : Cette méthode prend une chaine de caractères, puis la transforme en un nombre équivalent. Le nombre est égale à la somme du
code ascii dernier caractère, l’avant dernier multiplié par 256, l’avant avant dernier multiplié par 2562…etc
*/
{
mpz_t Somme;
mpz_t var;
mpz_t M;
mpz_t Mul;
mpz_t resultat ;
signed long long int i;
//initialisation des variables
mpz_init(Somme);mpz_init(var);
mpz_init(Mul);
mpz_init(resultat);
//affectation
mpz_set_ui(M,1);
for(i=(signed long long int)(str.length()-1); i>=0; i--)
{
aux =(unsigned char)str[(unsigned int)i];//La classe string est composé de signed char
void Class_one::puissance(mpz_t resultat ,mpz_t 256 , mpz_t i, mpzt n);
mpz_mul(Mul,resultat,aux);
mpz_add(Somme,Somme, Mul);
}
return Somme ;
mpz_clear(Somme);mpz_clear(var);mpz_clear(Mul);mpz_clear(resultat);
}
string Class_one::DeTranscoder(mpz_t msg)
/*La méthode DeTranscoder : En prenant un nombre en paramètre,
elle génère une chaine de caractères équivalente, le nombre va être divisé par 256 en concaténant la chaine
déjà trouvée et le caractère dont le code ascii est le reste de la division par 256.*/
{
mpz_t div;
mpz_t aux;
mpz_t reste;
string str;
//initialiser les variables
mpz_init(div);mpz_init(aux);mpz_init(reste);
// affectation
mpz_set(aux,msg);
mpz_set_ui(div,256);
while(aux.size()>1 || aux!=0)
{
aux=mpz_div(aux, div, reste);
str=(char)reste + str;
}
return str;
//liberer les variables
mpz_clear(div); mpz_clear(aux); mpz_clear(reste);
}
class Cryptage{
void crypter_RSA();
}
// la fonction principal du rsa en mode Standard
void Cryptage::crypter_RSA()
{
// Variable locales
mpz_t p , q , e,d , n , phi , message,msg_chiffre,cipher ;
int choix ;
//initialiser les variables locales
mpz_init(msg_chiffre); mpz_init(cipher);
mpz_init(e); mpz_init(n); mpz_init(p);
mpz_init(q); mpz_init(d); mpz_init(phi);
;mpz_init( message);
// initialisationn du generateur
gmp_randstate_t state;
Class_one::InitialiseRandom(gmp_randstate_t state);
Class_one::Genere_nbPremier(mpz_t p,mpz_tq ,mpz_t 512, gmp_randstate_t state);
// la valeur de N
mpz_mul ( n , p , q);
// les variablesP et Q
gmp_printf ("\n\n \t P \t: \t%Zd \n", p );
gmp_printf ("\n\n \t Q \t: \t%Zd \n", q );
// Generer la clé public
Class_one::Genere_publicKey( mpz_t e, mpz_t p ,mpz_t q , gmp_randstate_t state);
gmp_printf("\n\n \t clef pubic : \t%Zd \n",e);
// Calculer la valeur de phi
mpz_sub_ui( p , p , 1);
mpz_sub_ui( q , q , 1);
mpz_mul( phi , p , q) ;
// genere la cle privee
Class_one::Genere_privateKey (mpz_t d ,mpz_t e , mpz_t phi );
gmp_printf("\n\n \t clef prive : \t%Zd \n",d);
// set fichier
short int index= Class_one::SetFichiers(string nomFichierDest, string nomFichierSource);
while (index!=0) {
index= Class_one::SetFichiers(string nomFichierDest, string nomFichierSource);
}
// le message a chiffre // le message a chiffre
printf("\n\n\n\t Entrez le message a crypter: ");
gmp_scanf("%Zd",&message);
cout<<"entrer \n 1)crypter\ n2)decrypter "<<endl;
cin>>choix;
switch(choix)
{
case 1 :
//dechiffrement du message
unsigned long long int j,nbZero,m;
FILE *f1;
FILE *f2;
string str;
string str2="e";
string str3;
mpz_t msg;
if(fichierSource.length()<1) break ;
f1=fopen(this->fichierSource.c_str(), "rb");
f2=fopen(this->fichierDest.c_str(), "wb");
fseek(f1,0,SEEK_SET);
for(j=0,m=1, nbZero=0;j<8;j++,m*=256) nbZero+=fgetc(f1)*m;
str2[0]=fgetc(f1);
while(str2[0]!=EOF)
{
str=""+str2;
for(j=1;j<this->tailleBloc_; j++)
{
str2[0]=fgetc(f1);
str=str+ str2 ;
}
str2[0]=fgetc(f1);
msg=Class_one::Transcoder(str);
Class_one::CrypterDecrypter(mpz_t msg,mpz_t ,mpz_t ,mpz_t);
if (str2[0]==EOF)
{
for(j=0;j<(this->tailleBloc - nbZero); j++)
fputc((int)str[j], f2);
}
else
for(j=0;j<this->tailleBloc ; j++) fputc((int)str[j], f2);
}
fclose(f1);
fclose(f2);
Class_one::dechiffre_Msg (mpz_t cipher, mpz_t msg_chiffre ,mpz_t d ,mpz_t n);
gmp_printf("\n\n\t Le message dechiffre :\t%Zd\n\n",cipher);
break ;
case 2 :
//chiffrement du message
mpz_init_set_str(cipher, "1",0);
unsigned long long int j,aux;
FILE *f1, *f2;
unsigned char c;
unsigned long long int nbZero ;
string str ;
string str2="e";
mpz_t msg;
if(fichierSource.length()<1) return -1;
f1=fopen(this->fichierSource.c_str(), "rb");
f2=fopen(this->fichierDest.c_str(), "wb");
str2[0]=fgetc(f1);
if (str2[0]==EOF) break ;
fseek(f1, 0, SEEK_END);
//fpos_t <==> long long int pour notre compilateur
fgetpos(f1,(fpos_t *)&nbZero);
nbZero=nbZero%this->tailleBloc;
if(nbZero!=0) nbZero=this->tailleBloc - nbZero;
aux=nbZero;
for(j=0;j<8;j++)
{
c=aux%256;
aux=aux/256;
fputc(c,f2);
}
fseek(f1,0, SEEK_SET);
str2[0]=fgetc(f1);
while(str2[0]!=EOF)
{
str=""+str2;
for(j=1;j<(this->tailleBloc); j++)
{
str2[0]=fgetc(f1);
str=str+str2 ;
}
str2[0]=fgetc(f1);
if(str2[0]==EOF)
{
for(j=this->tailleBloc-nbZero; j< this->tailleBloc; j++)
str[j]=0;
}
/*for(j=str.length();j<this->tailleBloc_; j++)
str=str2+str;*/
msg=Class_one::Transcoder(str);
Class_one::chiffre_Msg(mpz_t msg , mpz_t msg , mpz_t e , mpz_t n );
str=Class_one::DeTranscoder(msg);
for(j=str.length();j<this->tailleBloc_; j++)
fputc((int)0, f2);
for(j=0;j<str.length(); j++)
fputc((int)str[j], f2);
}
fclose(f1);
fclose(f2);
break ;
}
// liberer les variables locales
mpz_clear(p); mpz_clear(q);
mpz_clear(e);mpz_clear(phi);mpz_clear(n);
mpz_clear(message);mpz_clear( msg_chiffre);
}
int main (){
void Cryptage::crypter_RSA();
}
I tried to install/build GMP as well as MPIR on Windows. Very difficult. Need to compile and build libraries first etc.
After a while i found C++ Big Integer Library from Matt McCutchen
https://mattmccutchen.net/bigint/
C++ source code only. Very simple to use. Integrated within 10 Minutes.