basic implementation
parent
c0ab901104
commit
018fc1723e
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@ -0,0 +1,98 @@
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{
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"cells": [
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||||||
|
{
|
||||||
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"cell_type": "code",
|
||||||
|
"execution_count": null,
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||||||
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"id": "4f8f476d",
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||||||
|
"metadata": {},
|
||||||
|
"outputs": [
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"data": {
|
||||||
|
"text/plain": [
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||||||
|
"(10, -1, 1)"
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||||||
|
]
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||||||
|
},
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||||||
|
"execution_count": 1,
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"metadata": {},
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||||||
|
"output_type": "execute_result"
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||||||
|
}
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],
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||||||
|
"source": [
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|
"from rabin import encrypt, decrypt, encode, decode"
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||||||
|
]
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||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"cell_type": "code",
|
||||||
|
"execution_count": 17,
|
||||||
|
"id": "402fb09a",
|
||||||
|
"metadata": {},
|
||||||
|
"outputs": [
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"data": {
|
||||||
|
"text/plain": [
|
||||||
|
"81"
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||||||
|
]
|
||||||
|
},
|
||||||
|
"execution_count": 17,
|
||||||
|
"metadata": {},
|
||||||
|
"output_type": "execute_result"
|
||||||
|
}
|
||||||
|
],
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|
"source": [
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||||||
|
"#Verschlüsseln des Buchstaben \"j\" mit (p,q) = (11,19)\n",
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|
"p, q = 11, 19\n",
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||||||
|
"clear_text = \"j\"\n",
|
||||||
|
"\n",
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||||||
|
"clear = encode(clear_text)\n",
|
||||||
|
"cipher = encrypt(clear, p, q)\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"cipher"
|
||||||
|
]
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"cell_type": "code",
|
||||||
|
"execution_count": 18,
|
||||||
|
"id": "8264c687",
|
||||||
|
"metadata": {},
|
||||||
|
"outputs": [
|
||||||
|
{
|
||||||
|
"data": {
|
||||||
|
"text/plain": [
|
||||||
|
"('j', 'ĩ', 'Ü', '·')"
|
||||||
|
]
|
||||||
|
},
|
||||||
|
"execution_count": 18,
|
||||||
|
"metadata": {},
|
||||||
|
"output_type": "execute_result"
|
||||||
|
}
|
||||||
|
],
|
||||||
|
"source": [
|
||||||
|
"#Entschlüsseln unter Kenntnis des Schlüssels (p, q)\n",
|
||||||
|
"possible_solutions = decrypt(cipher, p, q)\n",
|
||||||
|
"\n",
|
||||||
|
"tuple(map(decode, possible_solutions))"
|
||||||
|
]
|
||||||
|
}
|
||||||
|
],
|
||||||
|
"metadata": {
|
||||||
|
"kernelspec": {
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||||||
|
"display_name": "Python 3",
|
||||||
|
"language": "python",
|
||||||
|
"name": "python3"
|
||||||
|
},
|
||||||
|
"language_info": {
|
||||||
|
"codemirror_mode": {
|
||||||
|
"name": "ipython",
|
||||||
|
"version": 3
|
||||||
|
},
|
||||||
|
"file_extension": ".py",
|
||||||
|
"mimetype": "text/x-python",
|
||||||
|
"name": "python",
|
||||||
|
"nbconvert_exporter": "python",
|
||||||
|
"pygments_lexer": "ipython3",
|
||||||
|
"version": "3.13.2"
|
||||||
|
}
|
||||||
|
},
|
||||||
|
"nbformat": 4,
|
||||||
|
"nbformat_minor": 5
|
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|
}
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@ -0,0 +1,80 @@
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def egcd(a, b) -> tuple[int, int, int]:
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"""Erweiterter Euklidischer Algorithmus
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:param a: Ganzzahl A
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:type a: int
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|
:param b: Ganzzahl B
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||||||
|
:type b: int
|
||||||
|
:return: (ggT(a,b), a_p, b_p) mit a_p * a + b_p * b = ggT(a,b)
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||||||
|
:rtype: tuple[int, int, int]
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|
"""
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|
if a == 0:
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return (b, 0, 1)
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|
else:
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|
g, x, y = egcd(b % a, a)
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|
return (g, y - (b // a) * x, x)
|
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|
def encrypt(m : int, p : int, q : int) -> int:
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|
"""Verschlüsselungsfunktion
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|
:param m: Klartextzahl m
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|
:type m: int
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|
:param p: Primzahl p
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|
:type p: int
|
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|
:param q: Primzahl q
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|
:type q: int
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|
:return: quadratischer Rest von m^2 mod pq als Geheimtext
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|
:rtype: int
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||||||
|
"""
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|
n = p * q
|
||||||
|
return (m**2) % n
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||||||
|
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|
def decrypt(c : int, p : int, q : int) -> tuple[int, int, int, int]:
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|
"""Entschlüsselungsfunktion
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|
:param c: Geheimtext
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|
:type c: int
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|
:param p: Primzahl p
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|
:type p: int
|
||||||
|
:param q: Primzahl q
|
||||||
|
:type q: int
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||||||
|
:return: Mögliche 4 Lösungen
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|
:rtype: tuple[int, int, int, int]
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||||||
|
"""
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|
# mögliche Wurzeln modulo p,q bestimmen
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m_p = c**((p + 1)//4) % p
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m_q = c**((q + 1)//4) % q
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|
n = p * q
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||||||
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|
#y_p, y_q ermitteln
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d, y_p, y_q = egcd(p, q)
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# Chinesischer Restsatz
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r_1 = (y_p * p * m_q + y_q * q * m_p) % n
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r_2 = n - r_1
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||||||
|
r_3 = (y_p * p * m_q - y_q * q * m_p) % n
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||||||
|
r_4 = n - r_3
|
||||||
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|
# Mögliche Lösungen zurückgeben
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return (r_1, r_2, r_3, r_4)
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||||||
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|
def encode(s : str) -> int:
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|
"""Kodiert einen Buchstaben nach lateinischem Alphabet a->0, b->1, z->25
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:param s: Buchstabe
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:type s: str
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|
:return: kodierter Buchstabe
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|
:rtype: int
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||||||
|
"""
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||||||
|
return ord(s.lower()) - 97
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||||||
|
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||||||
|
def decode(i : int) -> str:
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||||||
|
"""Dekodiert einen Buchstaben nach lateinischem Alphabet 0->a, 1->b, 25->z
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:param i: Ganzzahl (bestenfalls 0 <= i <= 25)
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:type i: int
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|
:return: dekodierter Buchstabe
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||||||
|
:rtype: str
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||||||
|
"""
|
||||||
|
return chr(i + 97)
|
||||||
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