import java.math.BigInteger;
import java.util.Random;
import java.io.*;

public class RSA {
	private BigInteger p;
	private BigInteger q;
	private BigInteger n;
	private BigInteger z;
	private BigInteger e;
	private BigInteger d;
	
	// Følger beskrivelsen af RSA fra:
	// "Computer networking: A topdown approach feat, the internet"
	// James Kurose.	
	
	public RSA() {}
	
	// Gemmer de forskellige tal. 
	// Et tal per linie i en veldefineret rækkefølge.
	public void Save(String file)  {
		PrintWriter out;
		try {
			out = new PrintWriter(new FileWriter(file, false));
		} catch (IOException e) {
			System.out.println("Save error.");
			return;
		}
		out.println(p.toString());
		out.println(q.toString());
		out.println(n.toString());
		out.println(z.toString());
		out.println(e.toString());
		out.println(d.toString());
		out.close();
	}
	
	// Loader en tidligere gemt nøgle.
	// Returnerer true hvis det lykkedes.
	public boolean Load(String file) {
		BufferedReader in;
		try {
			in = new BufferedReader(new FileReader(file));
		} catch (FileNotFoundException e){
			System.out.println("File not found.");
			return false;
		}
		try {
			p = new BigInteger( in.readLine());
			q = new BigInteger( in.readLine());
			n = new BigInteger( in.readLine());
			z = new BigInteger( in.readLine());
			e = new BigInteger( in.readLine());
			d = new BigInteger( in.readLine());		
			in.close();
		} catch (IOException e) {
			System.out.println("File read error.");
			return false;
		}				
		return true;
	}
	
	// Bruger den offentlige nøgle til kryptering af strengen str.
	public String[] EncryptPublic(String str) {
		return Encrypt(str, e, n);
	}
	
	// Bruger den private nøgle til kryptering af strengen str.
	public String[] EncryptPrivate(String str) {
		return Encrypt(str, d, n);
	}
	
	// Bruger nøglen key med modulos mod til kryptering af strengen str.
	public static String[] Encrypt(String str, BigInteger key, BigInteger mod) {
		byte[] bytes;
		int i = 0;
		String[] res = new String[(str.length() / 100) + 1];
		BigInteger bi;
		
		// Tag bidder af teksten, med 100 tegn i hver. 
		while (i + 100  < str.length() ) {
			bytes = str.substring(i, i + 100).getBytes();
			bi = new BigInteger(bytes);
			bi = bi.modPow(key, mod);
			res[i / 100] = bi.toString();
			i += 100;
		}
		// Tag resten af strengen, og fyld ud med 0 som padding i de ikke benyttede bytes.
		byte[] tmp = new byte[100];		
		bytes = str.substring(i, str.length()).getBytes();
		
		for (int j = 0 ; j < bytes.length ; j++) {
			tmp[j] = bytes[j];
		}
		
		bi = new BigInteger(tmp);
		bi = bi.modPow(key, mod);
		res[i / 100] = bi.toString();		
		
		return res;
	}
	
	// Bruger den offentlige nøgle til dekryptering af cipher.
	public String DecryptPublic(BigInteger cipher) {
		return Decrypt(cipher, e, n);		
	}
	
	// Bruger den private nøgle til dekryptering af cipher.
	public String DecryptPrivate(BigInteger cipher) {
		return Decrypt(cipher, d, n);		
	}
	
	// Bruger key og mod til dekryptering af cipher.
	public static String Decrypt(BigInteger cipher, BigInteger key, BigInteger mod) {
		BigInteger clear = cipher.modPow(key, mod);
				
		return new String(clear.toByteArray());
	}
	
	// Generer et RSA-nøglesæt. verbose afgør om der skal udskrives
	// information om arbejdet til brugeren.
	public void GenerateKeys(boolean verbose) {
		if (verbose)
			System.out.print("Calculating p... ");
		do {
			p = new BigInteger(1024, new Random(System.currentTimeMillis()));
		} while (!p.isProbablePrime(10));
		if (verbose)
			System.out.println("done!");

		if (verbose)
			System.out.print("Calculating q... ");		
		do {
			q = new BigInteger(1024, new Random(System.currentTimeMillis()));
		} while (!q.isProbablePrime(10));
		if (verbose)
			System.out.println("done!");
		
		if (verbose)
			System.out.print("Calculating n = p*q... ");
		n = p.multiply(q);
		if (verbose)
			System.out.println("done!");
		
		if (verbose)
			System.out.print("Calculating z = (p-1)*(q-1)... ");
		z = (p.subtract(BigInteger.ONE)).multiply(q.subtract(BigInteger.ONE));
		if (verbose)
			System.out.println("done!");
		
		if (verbose)
			System.out.print("Calculating e... ");		
		do {
			e = new BigInteger(1024, new Random(System.currentTimeMillis()));			
			if ( e.min(n).equals(n))
				continue;
			if (!e.gcd(z).equals(BigInteger.ONE))
				continue;
		} while (!e.isProbablePrime(10));
		if (verbose)
			System.out.println("done!");
			
		if (verbose)
			System.out.print("Calculating d = inv(e) mod n... ");				
			d = e.modInverse(z);
		if (verbose)
			System.out.println("done!");
	}
	
	public BigInteger GetPublicKey() {
		return e;
	}
	
	public BigInteger GetModulos() {
		return n;
	}
	
	
}