kryptografia/3/odwrotnosc.py

61 lines
1.7 KiB
Python
Raw Permalink Normal View History

2024-11-18 00:14:03 +01:00
import gmpy2
from gmpy2 import mpz
from xor import xor_custom
from iloczyn import iloczyn
def odwrotnosc(a):
"""
Znajduje odwrotność elementu w F_{2^8} za pomocą rozszerzonego algorytmu Euklidesa.
Args:
a (mpz): Element w F_{2^8}.
Returns:
mpz: Odwrotność elementu w F_{2^8}.
"""
if not isinstance(a, mpz):
raise TypeError("Argument musi być typu mpz.")
if a == 0:
raise ValueError("Element 0 nie ma odwrotności w F_{2^8}.")
# Definicja polinomu niezupełnego (AES)
irreducible = gmpy2.mpz(0x11B)
# Rozszerzony algorytm Euklidesa
r0, r1 = irreducible, a
s0, s1 = gmpy2.mpz(0), gmpy2.mpz(1)
while r1 != 0:
deg_r0 = r0.bit_length() - 1
deg_r1 = r1.bit_length() - 1
if deg_r0 < deg_r1:
# Swap r0 and r1
r0, r1 = r1, r0
s0, s1 = s1, s0
deg_r0, deg_r1 = deg_r1, deg_r0
shift = deg_r0 - deg_r1
# r0 = r0 XOR (r1 << shift)
r0_shifted = r1 << shift
r0 = xor_custom(r0, r0_shifted)
# s0 = s0 XOR (s1 << shift)
s0_shifted = s1 << shift
s0 = xor_custom(s0, s0_shifted)
if r0 != 1:
raise ValueError(f"Element {hex(int(a))} nie ma odwrotności w F_{2^8}.")
return s0 & gmpy2.mpz(0xFF)
if __name__ == "__main__":
# Przykład użycia
xy_H = gmpy2.mpz(0x57) # Przykładowy element
try:
wynik = odwrotnosc(xy_H)
print(f"Odwrotność({hex(int(xy_H))}) = {hex(int(wynik))}")
# Sprawdzenie: iloczyn powinien być 0x01
ilocz = iloczyn(xy_H, wynik)
print(f"Sprawdzenie: iloczyn({hex(int(xy_H))}, {hex(int(wynik))}) = {hex(int(ilocz))}")
except ValueError as e:
print(e)