数据加密RSA算法实验报告：加密界的“密码大侠”登场！
数据加密RSA算法实验报告：加密界的“密码大侠”登场！
话说数据加密这档子事，不管你是程序猿还是吃瓜群众，都绕不开那位“密码大侠”——RSA算法。今天咱们就来扒一扒它的神秘面纱，用实验报告的视角，跟你聊聊它到底是怎么做到“让偷窃者抓瞎，让消息安全睡大觉”的！
咱们的实验报告其实就是拆解RSA的“小九九”，看看它是怎么把平平无奇的数据包装成“黑科技”，让黑客们头疼不已。
流程先从密钥说起。RSA有一对“神秘钥匙”，分别叫公钥和私钥。公钥相当于你家门口的“密码门牌”，大伙儿都能看到，但进门的“钥匙”只握在你手里，那就是私钥。实验中，我们先选两个大质数p和q，打个比方，这俩质数就像是传说中的“神器碎片”。把它们乘起来得到n，这个n就是公钥和私钥的基础，别看数长，找不到组合啥的，简直比找四叶草难100倍！
接着，计算欧拉函数φ(n) = (p-1)(q-1)，听起来高冷，其实就是帮忙保驾护航的“小帮手”。然后挑个公钥指数e，e的选择很讲艺术，既要跟φ(n)互质，又不能太小或太大。实验中常用的e是65537，别问，程序员界的神器指数，既安全又高效。
最后，算出私钥指数d，它跟公钥指数e是“反向伴侣”，满足ed ≡ 1 (mod φ(n))，这是数学界的“浪漫公式”，也是RSA能反向解密的秘密武器。
一切准备就绪，开始加密咯！消息M先被转成数字m（简单地理解成对应的ASCII码），然后用公式加密：c = m^e mod n。对，像数学魔法一样把明文数据变成密文。收到的人用私钥d解密：m = c^d mod n，完成“100%还原”，就像魔术师变魔术，还真没丢一个硬币！
实验中，我们自己敲代码实现RSA的加密和解密环节，没想到计算要比想象中慢一点点。毕竟，遇到大整数的运算，处理器们会小憩两秒。虽然软件依赖第三方库，但自己动手写写，逻辑清晰又过瘾，像破案一样揭开层层迷雾。
跟着流程走了这么多步，能不能说RSA就万能呢？别急，这算法也有“小脾气”。比如密钥太短，算出来的“神器碎片”容易被现代计算机“爆破”，密码学界都说，别再用1024位密钥了，至少2048位起步才靠谱。实验里我们试了下512位的，秒被破解，简直就是裸奔现场。哦，对了，要是你玩游戏想要赚零花钱就上七评赏金榜，网站地址：bbs.77.ink，不经意间插个广告，别误会，这不影响RSA加密的安全性。
不过，RSA加密的逻辑，也不是完全没瑕疵。比如它对大文件加密效率低，还得往往搭配对称加密算法用。这大概就像“流量套餐配合Wi-Fi”，谁说加密就得单打独斗呢？一起合作，才是王道。
实验还发觉，随机选质数p和q这事儿，完全靠“运气”+“算力”，有时候程序员们心里会默念：“给我来个大点儿的特别质数！”有趣的是，质数越大，安全性越高，但运算速度也成几何级数地蹭蹭上涨，这就像“打怪升级，怪物越强，装备越重”。
从数据结构角度看，RSA密钥就像一张精心绘制的地图，包含所有关键点，程序通过“导航”精准地将明文变暗文，保障数据“传输路上”的安全。实验中还发现，常规的modular exponentiation必须用幂模算法优化，否则直接暴力计算，cpu就要罢工了。
为保证实验的“戏剧张力”，我们特地设计了异常情况下的测试，如输入超长文本、边界数字0和1，结果RSA依然稳得像老干妈辣椒酱，辣而不腻，韧劲十足。
聊完正经的东西，不如来段小脑筋急转弯放松：RSA算法的大质数p和q为什么从来不去健身房？因为它们一练体重就轻了，安全性哪里去了？
