课上测试：MIRACL共享库使用测试

news2025/3/18 11:53:28

MIRACL(MultiprecisionIntegerandRationalArithmeticC/c++Library)是著名的密码算法库，设法去官网下载安装MIRACL，提交安装过程截图或过程文本（3分）.

去github官网下载.zip文件

在这里插入图片描述
使用如下命令进行解压

unzip -j -aa -L MIRACL-master.zip

解压后的文件目录：
在这里插入图片描述

使用bash命令构建静态库

bash linux64

测试

./pk-demo

在这里插入图片描述

编译运行附件中MIRACL的测试代码，提交编译、运行过程截图或过程文本（5分）.

测试内容：
使用MIRACL库来进行大数运算。以下是代码的具体功能。

  • 初始化 MIRACL 系统，设置大数运算的环境。
  • 声明并初始化三个大数变量 a、b 和 c。
  • 对两个大数 a 和 b 进行加法运算，并将结果存储在 c 中。
  • 输出加法结果。
#include <stdio.h>
#include "miracl.h"

int main() {
    // 初始化 MIRACL
    miracl *mip = mirsys(5000, 10); // 5000 是精度（位数），10 是进制

    // 定义大整数
    big a, b, sum, difference, product, quotient, remainder, result;

    // 为大整数分配内存
    a = mirvar(0);
    b = mirvar(0);
    sum = mirvar(0);
    difference = mirvar(0);
    product = mirvar(0);
    quotient = mirvar(0);
    remainder = mirvar(0);
    result = mirvar(0);

    // 将字符串转换为大整数
    cinstr(a, "123456789012345678901234567890");
    cinstr(b, "987654321098765432109876543210");

    // 显示输入的数字
    printf("a = ");
    cotnum(a, stdout);
    printf("b = ");
    cotnum(b, stdout);

    // 执行加法
    add(a, b, sum);
    printf("\n加法结果 = ");
    cotnum(sum, stdout);

    // 执行减法
    subtract(b, a, difference);
    printf("减法结果 = ");
    cotnum(difference, stdout);

    // 执行乘法
    multiply(a, b, product);
    printf("乘法结果 = ");
    cotnum(product, stdout);

    // 执行除法
    divide(a, b, quotient);
    printf("商 = ");
    cotnum(quotient, stdout);

    // 使用 modulo 计算余数
    divide(a, b, product);
    printf("余数 = ");
    cotnum(product, stdout);

    // 执行乘方运算 (a^2) 使用乘方函数
    powmod(a, mirvar(2), b, result);  // 假设'b'为模数的简单幂模运算
    printf("乘方结果 (a^2 mod b) = ");
    cotnum(result, stdout);

    // 清理
    mirexit(); // 清理 MIRACL

    return 0;
}

运行结果
在这里插入图片描述

研究MIRACL，在testmiracl.c添加至少一项你的学习成果，提交代码，编译运行过程截图或过程文本（5分）.

MIRACL 库的功能

MIRACL（Multiprecision Integer and Rational Arithmetic C/C++ Library） 是一个用于高性能密码学和数学计算的库，主要功能包括：

  1. 大数运算
    支持任意精度的整数和有理数运算。
    提供加法、减法、乘法、除法、模运算、幂运算等基本操作。
  2. 数论计算
    素数检测（如 Miller-Rabin 测试）。
    最大公约数（GCD）、最小公倍数（LCM）、模逆等计算。
  3. 椭圆曲线密码学（ECC）
    支持椭圆曲线上的点运算（如点加、点乘）。
    提供椭圆曲线数字签名算法（ECDSA）等。
  4. 公钥密码学
    支持 RSA、Diffie-Hellman 等公钥加密算法。
    提供大数的快速幂运算和模运算。
  5. 随机数生成
    提供密码学安全的伪随机数生成器。
  6. 其他功能
    多项式运算、矩阵运算、有限域运算等。

举例：

MIRACL 库的大数加法和乘法功能

#include <stdio.h>
#include "miracl.h"

int main() {
    // 初始化 MIRACL
    miracl *mip = mirsys(5000, 10); // 5000 是精度（位数），10 是进制

    // 定义大整数
    big a, b, sum, difference, product, quotient, remainder, result, gcd;

    // 为大整数分配内存
    a = mirvar(0);
    b = mirvar(0);
    sum = mirvar(0);
    difference = mirvar(0);
    product = mirvar(0);
    quotient = mirvar(0);
    remainder = mirvar(0);
    result = mirvar(0);
    gcd = mirvar(0);

    // 将字符串转换为大整数
    cinstr(a, "123456789012345678901234567890");
    cinstr(b, "987654321098765432109876543210");

    // 显示输入的数字
    printf("a = ");
    cotnum(a, stdout);
    printf("b = ");
    cotnum(b, stdout);

    // 执行加法
    add(a, b, sum);
    printf("\n加法结果 = ");
    cotnum(sum, stdout);

    // 执行减法
    subtract(b, a, difference);
    printf("减法结果 = ");
    cotnum(difference, stdout);

    // 执行乘法
    multiply(a, b, product);
    printf("乘法结果 = ");
    cotnum(product, stdout);

    // 执行除法
    divide(a, b, quotient);
    printf("商 = ");
    cotnum(quotient, stdout);

    // 使用 modulo 计算余数
    divide(a, b, product);
    printf("余数 = ");
    cotnum(product, stdout);

    // 执行乘方运算 (a^2) 使用乘方函数
    powmod(a, mirvar(2), b, result);  // 假设'b'为模数的简单幂模运算
    printf("乘方结果 (a^2 mod b) = ");
    cotnum(result, stdout);

    // 执行最大公约数运算
    xgcd(a, b, gcd, gcd, gcd); // 计算 a 和 b 的最大公约数
    printf("\n最大公约数 (GCD) = ");
    cotnum(gcd, stdout);

    // 清理
    mirexit(); // 清理 MIRACL

    return 0;
}

运行截图
在这里插入图片描述

编写installmiracl.sh脚本，从官网自动化安装MIRACL库到～/MIRACL目录,提交代码，编译、运行过程截图或过程文本(6分)，

  • 要求：
    • ～/MIRACL目录已经安装了MIRACL，退出脚本
    • 把MIRACL官方源代码下载到～，并解压到～/你的八位学号MIRACL目录，然后删除下载的源代码
    • 要给出脚本的运行测试，保证testmiracl.c能正确运行

installmiracl.sh脚本如下：

#!/bin/bash

# 设置安装目录
INSTALL_DIR="$HOME/MIRACL"
SOURCE_DIR="$HOME/20242817MIRACL"

# 创建安装目录
mkdir -p "$INSTALL_DIR"
mkdir -p "$SOURCE_DIR"

# 下载 MIRACL ZIP 包
echo "下载 MIRACL ZIP 包..."
wget https://github.com/miracl/MIRACL/archive/refs/heads/master.zip -O "$INSTALL_DIR/MIRACL.zip"

# 检查下载是否成功
if [ ! -f "$INSTALL_DIR/MIRACL.zip" ]; then
    echo "错误：下载 MIRACL ZIP 包失败！"
    exit 1
fi

# 将源代码解压到学号目录
echo "将源代码解压到学号目录..."
unzip -j -aa -L "$INSTALL_DIR/MIRACL.zip" -d "$SOURCE_DIR"

# 检查解压是否成功
if [ $? -ne 0 ]; then
    echo "错误：将源代码解压到学号目录失败！"
    exit 1
fi

# 进入安装目录
cd "$SOURCE_DIR"

# 运行 linux64 配置脚本
echo "运行 linux64 配置脚本..."
bash linux64

# 清理下载的 ZIP 包
echo "清理下载的 ZIP 包..."
rm "$INSTALL_DIR/MIRACL.zip"

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
安装成功。
在自动化脚本安装的目录里进行测试，证明MIRACL库可用，自动化脚本有效。

在这里插入图片描述

AI问答

  • 我：
    给我生成一个Ubuntu安装MIRACL的教程

  • AI：
    在这里插入图片描述

  • 我：
    MIRALC库是干什么的？有什么功能？

  • AI:
    在这里插入图片描述

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