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rsa encrypt & decrypt, blind signatures, homomorphic multiplication
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README.md
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# cryptofun
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Crypto algorithms from scratch. Academic purposes only.
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## RSA
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- [x] GenerateKeyPair
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- [x] Encrypt
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- [x] Decrypt
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- [x] Blind
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- [x] Blind Signature
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- [x] Unblind Signature
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- [x] Verify Signature
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- [x] Homomorphic Multiplication
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## Paillier
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## ECC
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## Shamir Secret Sharing
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prime/prime.go
Normal file
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prime/prime.go
Normal file
@@ -0,0 +1,49 @@
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package prime
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import "math/rand"
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func RandInt(min int, max int) int {
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r := rand.Intn(max-min) + min
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return r
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}
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func RandPrime(min int, max int) int {
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primes := SieveOfEratosthenes(max)
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randN := rand.Intn(len(primes)-0) + 0
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return primes[randN]
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}
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// return list of primes less than N
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func SieveOfEratosthenes(N int) (primes []int) {
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b := make([]bool, N)
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for i := 2; i < N; i++ {
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if b[i] == true {
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continue
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}
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primes = append(primes, i)
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for k := i * i; k < N; k += i {
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b[k] = true
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}
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}
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return
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}
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func Gcd(a, b int) int {
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var bgcd func(a, b, res int) int
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bgcd = func(a, b, res int) int {
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switch {
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case a == b:
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return res * a
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case a%2 == 0 && b%2 == 0:
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return bgcd(a/2, b/2, 2*res)
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case a%2 == 0:
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return bgcd(a/2, b, res)
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case b%2 == 0:
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return bgcd(a, b/2, res)
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case a > b:
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return bgcd(a-b, b, res)
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default:
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return bgcd(a, b-a, res)
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}
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}
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return bgcd(a, b, 1)
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}
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rsa/rsa.go
Normal file
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rsa/rsa.go
Normal file
@@ -0,0 +1,98 @@
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package rsa
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import (
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"bytes"
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"math/big"
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"math/rand"
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"time"
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prime "../prime"
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)
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const (
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MaxPrime = 2000
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MinPrime = 500
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)
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type PublicKey struct {
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E *big.Int `json:"e"`
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N *big.Int `json:"n"`
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}
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type PublicKeyString struct {
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E string `json:"e"`
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|
N string `json:"n"`
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|
}
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type PrivateKey struct {
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D *big.Int `json:"d"`
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|
N *big.Int `json:"n"`
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}
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type Key struct {
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PubK PublicKey
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PrivK PrivateKey
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}
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func GenerateKeyPair() (key Key) {
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rand.Seed(time.Now().Unix())
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p := prime.RandPrime(MinPrime, MaxPrime)
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q := prime.RandPrime(MinPrime, MaxPrime)
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n := p * q
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phi := (p - 1) * (q - 1)
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e := 65537
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var pubK PublicKey
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pubK.E = big.NewInt(int64(e))
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pubK.N = big.NewInt(int64(n))
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d := new(big.Int).ModInverse(big.NewInt(int64(e)), big.NewInt(int64(phi)))
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var privK PrivateKey
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privK.D = d
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privK.N = big.NewInt(int64(n))
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key.PubK = pubK
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key.PrivK = privK
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return key
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}
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func Encrypt(m *big.Int, pubK PublicKey) *big.Int {
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Me := new(big.Int).Exp(m, pubK.E, nil)
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c := new(big.Int).Mod(Me, pubK.N)
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return c
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}
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func Decrypt(c *big.Int, privK PrivateKey) *big.Int {
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Cd := new(big.Int).Exp(c, privK.D, nil)
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m := new(big.Int).Mod(Cd, privK.N)
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return m
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}
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func Blind(m *big.Int, r *big.Int, pubK PublicKey) *big.Int {
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rE := new(big.Int).Exp(r, pubK.E, nil)
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mrE := new(big.Int).Mul(m, rE)
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mBlinded := new(big.Int).Mod(mrE, pubK.N)
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return mBlinded
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}
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func BlindSign(m *big.Int, privK PrivateKey) *big.Int {
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sigma := new(big.Int).Exp(m, privK.D, privK.N)
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return sigma
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}
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func Unblind(sigma *big.Int, r *big.Int, pubK PublicKey) *big.Int {
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r1 := new(big.Int).ModInverse(r, pubK.N)
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bsr := new(big.Int).Mul(sigma, r1)
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sig := new(big.Int).Mod(bsr, pubK.N)
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return sig
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}
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func Verify(msg *big.Int, mSigned *big.Int, pubK PublicKey) bool {
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//decrypt the mSigned with pubK
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Cd := new(big.Int).Exp(mSigned, pubK.E, nil)
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m := new(big.Int).Mod(Cd, pubK.N)
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return bytes.Equal(msg.Bytes(), m.Bytes())
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}
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func HomomorphicMul(c1 *big.Int, c2 *big.Int, pubK PublicKey) *big.Int {
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c1c2 := new(big.Int).Mul(c1, c2)
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n2 := new(big.Int).Mul(pubK.N, pubK.N)
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d := new(big.Int).Mod(c1c2, n2)
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return d
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}
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54
rsa/rsa_test.go
Normal file
54
rsa/rsa_test.go
Normal file
@@ -0,0 +1,54 @@
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package rsa
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import (
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"bytes"
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"math/big"
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"testing"
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)
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func TestEncryptDecrypt(t *testing.T) {
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key := GenerateKeyPair()
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mBytes := []byte("Hi")
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m := new(big.Int).SetBytes(mBytes)
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c := Encrypt(m, key.PubK)
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d := Decrypt(c, key.PrivK)
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if m == d {
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t.Errorf("m not equal to decrypted")
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}
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}
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func TestBlindSignature(t *testing.T) {
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key := GenerateKeyPair()
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mBytes := []byte("Hi")
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m := new(big.Int).SetBytes(mBytes)
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c := Encrypt(m, key.PubK)
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d := Decrypt(c, key.PrivK)
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if m == d {
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t.Errorf("decrypted d not equal to original m")
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}
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rVal := big.NewInt(int64(101))
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mBlinded := Blind(m, rVal, key.PubK)
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sigma := BlindSign(mBlinded, key.PrivK)
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mSigned := Unblind(sigma, rVal, key.PubK)
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verified := Verify(m, mSigned, key.PubK)
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if !verified {
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|
t.Errorf("false, signature not verified")
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}
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}
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func TestHomomorphiMultiplication(t *testing.T) {
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key := GenerateKeyPair()
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n1 := big.NewInt(int64(11))
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n2 := big.NewInt(int64(15))
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c1 := Encrypt(n1, key.PubK)
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c2 := Encrypt(n2, key.PubK)
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c3c4 := HomomorphicMul(c1, c2, key.PubK)
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|
d := Decrypt(c3c4, key.PrivK)
|
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|
if !bytes.Equal(new(big.Int).Mul(n1, n2).Bytes(), d.Bytes()) {
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|
t.Errorf("decrypted result not equal to original result")
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}
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}
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