大数四则运算的C++实现

来源：百度文库 编辑：神马文学网 时间：2024/04/28 17:58:48
[摘要] 大数运算不仅仅运用在密码学中，还运用在一些物理学研究、生物学，化学等科目中。大数运算，意味着参加的值和计算结果通常是以上百位数，上千位数以及更大长度之间的整数运算。例如大家所熟知圆周率π的值，在一般的数值计算中用到圆周率的不须要多大的精度，但在计算一些星球或是星系上的体积面积时便显的误差很大了，这就要求π值计算的精度达到几百万位甚至更高，才能缩小误差。人工计算是远远不行了，而且本身误差也无法估计。只有在计算机中用大数运算求π值了。又如，考古学家计算石头内的碳元素衰变来考证地球形成的时间，更是将计算的结果精确到了百年以内。所以说大数的运算是涉及领域多，应用范广，与我们生活息息关。在此，我采用一个在C语言下实现计算大数运算的一个程序为例，讲解包括了大数的加法，减法，乘法和除法及求幂运算的算法及代码。
[关键词] 大数计算 网络安全 密码学
随着计算机网络技术的发展和因特网的广泛普及，网络安全事故逐年增加，黑客的攻击已经和病毒并列成为对信息安全影响最严重的两大危害。其很大程度上是被黑客破解了用户的计算机名及登陆密码及资料的加密较差，而使得黑客来对网民的资料如同自己般的随意更改和破坏。而安全的密码和账号成为了网民的安全之本，怎么才能提高安全问题成为的人们和社会关注的问题。而加密大部又是以大素数的计算为基础的，如非对称密码体制RSA的安全性依赖于对大数进行因数分解的耗时性。一个二进制数n的因数分解所需的机器周期大约是exp{[ln(n)ln(ln(n))]1/2}。若机器周期为1μs，b为二进制数的位数，分解 n=2b 所需时间如下表所示：
位数 100 200 300 500 750 1000
时间 30秒 3天 9年 1兆年 2*109年 6*1015年
实际应用中，p、q的选择都在10200 数字以上，这样每个明文块的二进制位数可达664比特，即83个字节。而DES只有8个字符。一般认为，对于当前的计算机水平，选择1024位长的密钥就可认为是无法攻破的了。
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