作者在 2006-08-15 20:52:00 发布以下内容
主要介绍Openssl中的有关大数运算函数,这个对于以后的RSA研究和实现比较有价值
1.初始化函数
BIGNUM *BN_new(void); 新生成一个BIGNUM结构
void BN_free(BIGNUM *a); 释放一个BIGNUM结构,释放完后a=NULL;
void BN_init(BIGNUM *); 初始化所有项均为0,一般为BN_ init(&c)
void BN_clear(BIGNUM *a); 将a中所有项均赋值为0,但是内存并没有释放
void BN_clear_free(BIGNUM *a); 相当与将BN_free和BN_clear综合,要不就赋值0,要不就释放空间。
2.上下文情景函数,存储计算中的中间过程BN_CTX *BN_CTX_new(void);申请一个新的上下文结构
void BN_CTX_init(BN_CTX *c);将所有的项赋值为0,一般BN_CTX_init(&c)
void BN_CTX_free(BN_CTX *c);释放上下文结构,释放完后c=NULL;
3.复制以及交换函数
BIGNUM *BN_copy(BIGNUM *a, const BIGNUM *b);将b复制给a,正确返回a,错误返回NULL
BIGNUM *BN_dup(const BIGNUM *a);新建一个BIGNUM结构,将a复制给新建结构返回,错误返回NULL
BIGNUM *BN_swap(BIGNUM *a, BIGNUM *b);交换a,b
4.取位函数
int BN_num_bytes(const BIGNUM *a);返回a的位数,大量使用
int BN_num_bits(const BIGNUM *a);
int BN_num_bits_word(BN_ULONG w);他返回有意义比特的位数,例如0x00000432 为11。
5.基本计算函数
int BN_add(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b);r=a+b
int BN_sub(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b);r=a-b
int BN_mul(BIGNUM *r, BIGNUM *a, BIGNUM *b, BN_CTX *ctx);r=a*b
int BN_sqr(BIGNUM *r, BIGNUM *a, BN_CTX *ctx);r=a*a,效率高于bn_mul(r,a,a)
int BN_div(BIGNUM *dv, BIGNUM *rem, const BIGNUM *a, const BIGNUM *d, BN_CTX *ctx);d=a/b,r=a%b
int BN_mod(BIGNUM *rem, const BIGNUM *a, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx);r=a%b
int BN_nnmod(BIGNUM *rem, const BIGNUM *a, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx);r=abs(a%b)
int BN_mod_add(BIGNUM *ret, BIGNUM *a, BIGNUM *b, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx);r=abs((a+b)%m))
int BN_mod_sub(BIGNUM *ret, BIGNUM *a, BIGNUM *b, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx); r=abs((a-b)%m))
int BN_mod_mul(BIGNUM *ret, BIGNUM *a, BIGNUM *b, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx); r=abs((a*b)%m))
int BN_mod_sqr(BIGNUM *ret, BIGNUM *a, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx); r=abs((a*a)%m))
int BN_exp(BIGNUM *r, BIGNUM *a, BIGNUM *p, BN_CTX *ctx);r=pow(a,p)
int BN_mod_exp(BIGNUM *r, BIGNUM *a, const BIGNUM *p, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx); r=pow(a,p)%M
int BN_gcd(BIGNUM *r, BIGNUM *a, BIGNUM *b, BN_CTX *ctx);r=a,b最大公约数
int BN_add_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w);
int BN_sub_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w);
int BN_mul_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w);
BN_ULONG BN_div_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w);
BN_ULONG BN_mod_word(const BIGNUM *a, BN_ULONG w);
BIGNUM *BN_mod_inverse(BIGNUM *r, BIGNUM *a, const BIGNUM *n, BN_CTX *ctx);模逆,((a*r)%n==1).
6.比较函数
int BN_cmp(BIGNUM *a, BIGNUM *b); -1 if a < b, 0 if a == b and 1 if a > b.
int BN_ucmp(BIGNUM *a, BIGNUM *b); 比较a,b觉得值,返回值和上同。
int BN_is_zero(BIGNUM *a);
int BN_is_one(BIGNUM *a);
int BN_is_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w);
int BN_is_odd(BIGNUM *a);
上面四个返回1,假如条件成立,否则将返回0
7.设置函数 int BN_zero(BIGNUM *a); 设置a为0
int BN_one(BIGNUM *a); 设置a为1
const BIGNUM *BN_value_one(void); 返回一个为1的大数
int BN_set_word(BIGNUM *a, unsigned long w); 设置a为w
unsigned long BN_get_word(BIGNUM *a); 假如a能表示为long型,那么返回一个long型数
8.随机数函数
int BN_rand(BIGNUM *rnd, int bits, int top, int bottom);产生一个加密用的强bits的伪随机数,若top=-1,最高位为0,top=0, 最高位为1,top=1,最高位和次高位为1,bottom为真,随机数为偶数
int BN_pseudo_rand(BIGNUM *rnd, int bits, int top, int bottom);产生一个伪随机数,应用于某些目的。
int BN_rand_range(BIGNUM *rnd, BIGNUM *range);产生的0<rnd<range
int BN_pseudo_rand_range(BIGNUM *rnd, BIGNUM *range);同上面道理
9.产生素数函数BIGNUM
1.初始化函数
BIGNUM *BN_new(void); 新生成一个BIGNUM结构
void BN_free(BIGNUM *a); 释放一个BIGNUM结构,释放完后a=NULL;
void BN_init(BIGNUM *); 初始化所有项均为0,一般为BN_ init(&c)
void BN_clear(BIGNUM *a); 将a中所有项均赋值为0,但是内存并没有释放
void BN_clear_free(BIGNUM *a); 相当与将BN_free和BN_clear综合,要不就赋值0,要不就释放空间。
2.上下文情景函数,存储计算中的中间过程BN_CTX *BN_CTX_new(void);申请一个新的上下文结构
void BN_CTX_init(BN_CTX *c);将所有的项赋值为0,一般BN_CTX_init(&c)
void BN_CTX_free(BN_CTX *c);释放上下文结构,释放完后c=NULL;
3.复制以及交换函数
BIGNUM *BN_copy(BIGNUM *a, const BIGNUM *b);将b复制给a,正确返回a,错误返回NULL
BIGNUM *BN_dup(const BIGNUM *a);新建一个BIGNUM结构,将a复制给新建结构返回,错误返回NULL
BIGNUM *BN_swap(BIGNUM *a, BIGNUM *b);交换a,b
4.取位函数
int BN_num_bytes(const BIGNUM *a);返回a的位数,大量使用
int BN_num_bits(const BIGNUM *a);
int BN_num_bits_word(BN_ULONG w);他返回有意义比特的位数,例如0x00000432 为11。
5.基本计算函数
int BN_add(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b);r=a+b
int BN_sub(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b);r=a-b
int BN_mul(BIGNUM *r, BIGNUM *a, BIGNUM *b, BN_CTX *ctx);r=a*b
int BN_sqr(BIGNUM *r, BIGNUM *a, BN_CTX *ctx);r=a*a,效率高于bn_mul(r,a,a)
int BN_div(BIGNUM *dv, BIGNUM *rem, const BIGNUM *a, const BIGNUM *d, BN_CTX *ctx);d=a/b,r=a%b
int BN_mod(BIGNUM *rem, const BIGNUM *a, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx);r=a%b
int BN_nnmod(BIGNUM *rem, const BIGNUM *a, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx);r=abs(a%b)
int BN_mod_add(BIGNUM *ret, BIGNUM *a, BIGNUM *b, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx);r=abs((a+b)%m))
int BN_mod_sub(BIGNUM *ret, BIGNUM *a, BIGNUM *b, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx); r=abs((a-b)%m))
int BN_mod_mul(BIGNUM *ret, BIGNUM *a, BIGNUM *b, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx); r=abs((a*b)%m))
int BN_mod_sqr(BIGNUM *ret, BIGNUM *a, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx); r=abs((a*a)%m))
int BN_exp(BIGNUM *r, BIGNUM *a, BIGNUM *p, BN_CTX *ctx);r=pow(a,p)
int BN_mod_exp(BIGNUM *r, BIGNUM *a, const BIGNUM *p, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx); r=pow(a,p)%M
int BN_gcd(BIGNUM *r, BIGNUM *a, BIGNUM *b, BN_CTX *ctx);r=a,b最大公约数
int BN_add_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w);
int BN_sub_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w);
int BN_mul_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w);
BN_ULONG BN_div_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w);
BN_ULONG BN_mod_word(const BIGNUM *a, BN_ULONG w);
BIGNUM *BN_mod_inverse(BIGNUM *r, BIGNUM *a, const BIGNUM *n, BN_CTX *ctx);模逆,((a*r)%n==1).
6.比较函数
int BN_cmp(BIGNUM *a, BIGNUM *b); -1 if a < b, 0 if a == b and 1 if a > b.
int BN_ucmp(BIGNUM *a, BIGNUM *b); 比较a,b觉得值,返回值和上同。
int BN_is_zero(BIGNUM *a);
int BN_is_one(BIGNUM *a);
int BN_is_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w);
int BN_is_odd(BIGNUM *a);
上面四个返回1,假如条件成立,否则将返回0
7.设置函数 int BN_zero(BIGNUM *a); 设置a为0
int BN_one(BIGNUM *a); 设置a为1
const BIGNUM *BN_value_one(void); 返回一个为1的大数
int BN_set_word(BIGNUM *a, unsigned long w); 设置a为w
unsigned long BN_get_word(BIGNUM *a); 假如a能表示为long型,那么返回一个long型数
8.随机数函数
int BN_rand(BIGNUM *rnd, int bits, int top, int bottom);产生一个加密用的强bits的伪随机数,若top=-1,最高位为0,top=0, 最高位为1,top=1,最高位和次高位为1,bottom为真,随机数为偶数
int BN_pseudo_rand(BIGNUM *rnd, int bits, int top, int bottom);产生一个伪随机数,应用于某些目的。
int BN_rand_range(BIGNUM *rnd, BIGNUM *range);产生的0<rnd<range
int BN_pseudo_rand_range(BIGNUM *rnd, BIGNUM *range);同上面道理
9.产生素数函数BIGNUM