了协议，集成了使用技术的加密功能，结合和，主要用于数字证书和数字签名，对于习惯于使用网上购物和网上银行的用户来说，几乎天天都在使用技术。应用于文件加密的分析文件加密使用的可行性通过节的论述，不难看出当今的应用多在于数字签名和证书等方面。之所以只应用于这些短小数据的加密解密，是因为算法加密极慢，速度是对称密钥加密速度的千分之左右。正是因为这样，把应用于普通文件加密的想法直被忽略。通常文件被想象成大数据块，但是实际上在日常应用中，有些极其重要的文本资料是并不太大的，比如因担心遗忘而用普通文本记录的银行帐号和密码不应被陌生人知道的重要电话号码几千字节大的重要小图片等。虽然加密运算的速度十分慢，但是在性能越来越好的今天，对于几千字节的数据进行次几百位密钥的加密，所消耗的时间应该是可以接受的。下面结合大数运算程序的调试，从理论上简单的分析消耗时间。在台普通配置的机上对个整数进行幂模运算，因为公开密钥的通常取的较小，所以指数取个小整数，比如，模个字节长的整数位十六进制，大数单元以线性组方式实现，对应到算法中，这相当于约的，调试个函数测试，按初等数论中的知识对程序进行算法优化，最终在台配置为，外频，物理内存的上测试需要约毫秒时间。如果按这种速度，逐字节对的数据进行同样的运算，所消耗的时间理论上为毫秒的倍即约秒。这个时间并不是非常长。其实从个简单的角度来说，既然用于数字签名可行，那就完全可以用于同样大小的普通文件。对于较大的文件，如果分成与数字签名同样大小的段这里假设数字签名较短，不分段次计算加密完成，分开的各段逐进行加密运算，那所需要的时间也只是按文件大小线性的增长。通常数字签名为几十字节，加密运算并不需要很长的等待，这就说明对于几百字节或两字节大小的文件来说，如果进行加密，并不会是非常漫长的工作。当然，如果文件更大，加密就显得十分漫长了。比如按前面叙述的毫秒大数运算程序推理，加密字节大小的文件需要约天的时间。所以，要在普通用几百位以上的长密钥第页共页加密文件，文件不能过大，般可以接受的上限是几。如果要在较短时间内加密大文件，需要缩短密钥长度以减小运算量，这将带来安全性隐患。本文的第章将根据实际调试好的软件，测试给出具体的时间消耗数据。例如，在台配置为，外频，物理内存的上测试实现的软件，以的逐字节加密个大小的文件需要秒。通常记录如银行帐号密码等重要数据的文本文件大小不足百字节，加密只需要数秒钟。所以对于小型文件，进行较长密钥的加密是完全可行的。文件加密使用的意义如节所述，小型文件加密可以使用。比如，因担心遗忘而用普通文本记录的银行帐号和密码不应被陌生人知道的重要电话号码几千字节大的重要小图片等。可行的方法未必是必要的，本小节讨论何种文件适合用非对称密钥加密，即加密文件的意义所在。对于前面叙述的带有重要信息的小型文本和二进制数据的维护，如果不加密，将无法放心的保存在计算机上，尤其是连网的或机房里的公共计算机。如果借助功能强大的大型多用户数据保护程序维护几个小型文件，显得十分烦琐，好比杀鸡用牛刀。如果采用对称密钥加密，即加密解密的密钥相同，只适合部分情况。在些情况下，使用对称密钥加密文件，交流使用不够方便。比如，张三由于种原因，需要将自己的个文件在公共计算机上留给李四，而不希望别人看到内容。如果采用对称密钥加密，张三和李四提前约好个密码就可以。但是如果张三想要在同台公共计算机上再留个秘密文件给王五，而不希望别人看到，就要和王五另外约定个密码。如果需要在这台公共计算机上留十个文件给不同的人，自己就要记和十个人约定好的密码，这样以来交流起来不够方便，因为对于张三，要自己维护太多的密钥。非对称密钥公开密钥方式恰好解决这样的问题。只要大家都在这台计算机或这台计算机可以访问到的地方，留下自己的公开密钥，切就变的容易解决了。张三要留给李四的文件，就用李四的公开密钥加密，要留给王五的文件，就用王五的公开密钥加密。李四和王五只要把留给自己的文件用自己的私有密钥解密，就可以得到留给自己的文件了。显然，非对称密钥体制更适合多用户交流，而将这种加密方式直接应用于文件加密，使我们在公开场合的交流更加灵活方便。综上所述，使用前面叙述的方式输入输出消耗时间其次，因为磁盘读写速度要远远低于内存读写速度。所以，应该将频繁的读写操作尽量集中到内存，然后次性写入磁盘。针对以上两点，软件应进行系列改进和优化。主要有以下几方面。在要对文件进行加密解密的时候，先将文件按定的数据结构读入内存，然后进行加密或解密操作。运算数据都读取自内存。在对加密或解密完成的数据进行写出的时候，都是将其直接写到指定好的文件，即直接写入磁盘。这是因为，考虑到中途可能因为意外断电等原因引起操作中断，为了保护已经花费时间运算完成的数据，将其直接写入磁盘。在关键算法上做进步优化，例如在寻找素数时，素数测试使用更快速的算法。④对核心类库进行重点优化，使其运算效率尽可能提高。其中包括对各类之间的组织细节各程序模块的具体编写等，进行全面细致的检查和修改，例如将大数据类型以对象指针传递而不拷贝，将简单的循环展开等。由于开发时间仓促等因素，在书写本文时，软件并未完成全面细致的优化。该系统应用于文件加密适合交流管理小型文件，将任意文件以非对称密钥加密成文本可以对其更方便的交流和管理，有广阔的开发前景。本项目应用的设计模式兼顾执行效率和可复用性。应用本程序可以方便的在公众论坛等环境交流要求高度安全的各种数据，包括任意二进制和文本文件。第页共页参考文献华罗庚数论导引北京科学出版社。蔡乐才,张仕斌应用密码学北京中国电力出版社。沈世镒,陈鲁生现代密码学北京科学出版社。施向东,董平基于算法的种新的加密核设计北京微计算机信息。吴春明,秦建在软件实现中的算法研究北京农业网络信息。范益波,曾晓洋基于位的模乘法器设计北京通讯学报,。陈发来,李尚志数学实验素数北京高等教育出版社。第页共页附录在使用中的实现精确计时的类源代码第页共页致谢本文是在游洪跃老师的热情关心和指导下完成的，他渊博的知识和严谨的治学作风使我受益匪浅，对顺利完成本课题起到了极大的作用。在此向他表示我最衷心的感谢,感谢王敏老师在课题研究初期给予的帮助，在王敏老师的帮助下课题才得以很好的展开，有了个很好的开端,在论文完成过程中，本人还得到了其他老师和各论坛程序员朋友的支持与建议的热心帮助，本人向他们表示深深的谢意,最后向在百忙之中评审本文的各位专家老师表示衷心的感谢,作者简介姓名吴俊杰性别男出生年月年月号民族汉第页共页声明本论文的工作是年月至年月在成都信息工程学院网络工程系完成的。文中除了特别加以标注地方外，不包含他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得成都信息工程学院或其他教学机构的学位或证书而使用过的材料。除非另有说明，本文的工作是原始性工作。关于学位论文使用权和研究成果知识产权的说明本人完全了解成都信息工程学院有关保管使用学位论文的规定，其中包括学校有权保管并向有关部门递交学位论文的原件与复印件。学校可以采用影印缩印或其他复制方式保存学位论文。学校可以学术交流为目的复制赠送和交换学位论文。学校可允许学位论文被查阅或借阅。学校可以公布学位论文的全部或部分内容保密学位论文在解密后遵守此规定。除非另有科研合同和其他法律文书的制约，本论文的科研成果属于成都信息工程学院。特此声明,作者签名年月日算法的实现摘要本文设计的是套完整实用的文件加密解决方案，并具体编码实现。本文采用费马小定理测试素数，使用加快大数模乘运算，用实现加密算法类库，并在位平台封装成组件。在平台引用此组件，实现可以对任意文件进行加密操作的窗体应用程序。经过加密的文件以及密钥文件都是文本文件。本文首先给出关键类类图整个应用程序的结构描述文档，然后对关键模块流程图详细的接口文档进行阐述，并给出关键的实现代码，最后对应用程序进行测试，对测试结果进行分析研究，进而对应用程序进行改进，对关键算法进行尽可能的优化，最终得到个在运行的可以用指定密钥对任意文件进行加密并可解密的完整应用程序，和些相关的可移植组件。关键词文件加密费马定理目录引言课题背景算法介绍与应用现状应用于文件加密的分析文件加密使用的可行性文件加密使用的意义文件加密软件的设计与实现需求分析与总体设计功能分析工程方案选择各部分的设计与开发实现加密算法的核心类库封装核心类库的组件引用的类与实现文件操作功能的窗体应用程序,软件整体测试与分析改进编写测试各项性能需要的精确计时类测试数据与分析改进密钥生成测试数据输入输出测试加密解密测试结论参考文献附录致谢声明第页共页引言课题背景公钥加密算法是第个既能用于数据加密也能用于数字签名的算法。它易于理解和操作，也十分流行。算法的名字以发明者的姓氏首字母命名,和。虽然自年提出以来，的安全性直未能得到理论上的证明，但它经历了各种攻击，至今年未被完全攻破。随着越来越多的商业应用和标准化工作，已经成为最具代表性的公钥加密技术。等公司协力制定的安全电子交易标准，就采用了标准算法，这使得在我们的生活中几乎无处不在。网上交易加密连接网上银行身份验证各种信用卡使用的数字证书智能移动电话和存储卡的验证功能芯片等，大多数使用技术。当今公钥加密更广泛应用于互联网身份认证，本课题将公钥加密算法应用于小型文件加密。将任意文件加密成文本的解决方案，使其使用更加灵活。整个工程的分层设计，给引用移植和后续开发带来便利。算法介绍与应用现状算法可以简单叙述如下取素数令取与互素的整数，由方程解出，二元组,作为公开密钥，二元组,作为私有密钥，附录中给出了证明公开密钥加密算法自世纪年代提出以来，已经得到了广泛认可和应用。发展至今，电子安全领域的各方面已经形成了较为完备的国际规范。作为最重要的公开密钥算法，在各领域的应用数不胜数。在硬件方面，以技术成熟的应用于各种消费类电子产品。在软件方面的应用，主要集中在上。加密连接数字签名和数字证书的核心算法广泛使用。日常应用中，有比较著名的工具包是个安全传输协议，在上进行数据保护和身份确认。是个开放源代码的实现了及相关加密技术的软第页共页件包，由加拿大的等发起编写的。相关详细介绍见。应用实现签名和密钥交换，已经在各种操作系统