如何在C#中实现BN_num_bytes()(和BN_num_bits())？

Question

我将这一行从C++移植到C#,我不是一个经验丰富的C++程序员:

 unsigned int nSize = BN_num_bytes(this); 

在.NET中,我使用的是System.Numerics.BigInteger

 BigInteger num = originalBigNumber;
 byte[] numAsBytes = num.ToByteArray();
 uint compactBitsRepresentation = 0;
 uint size2 = (uint)numAsBytes.Length;

我认为它们在内部运作方式存在根本区别,因为如果BigInt等于:来源的单元测试结果不匹配:

• 0
• 任何负数
• 0x00123456

我完全不知道BN_num_bytes(编辑:评论只是告诉我它是BN_num_bits的一个宏).

题

你会验证这些关于代码的猜测:

• 我需要移植BN_num_bytes哪个宏((BN_num_bits(bn)+7)/8)(谢谢@WhozCraig)

• 我需要移植BN_num_bits哪个floor(log2(w))+1

然后,如果存在不计算前导和尾随字节的可能性,那么Big/Little端机器上会发生什么？有关系吗？

基于Security.StackExchange上的这些答案,以及我的应用程序对性能不重要,我可能会使用.NET中的默认实现,而不是使用可能已经实现类似解决方法的备用库.

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编辑:到目前为止,我的实现看起来像这样,但我不确定评论中提到的"LookupTable"是什么.

   private static int BN_num_bytes(byte[] numAsBytes)
    {
        int bits = BN_num_bits(numAsBytes);
        return (bits + 7) / 8; 
    }

    private static int BN_num_bits(byte[] numAsBytes)
    {
        var log2 = Math.Log(numAsBytes.Length, 2);
        var floor = Math.Floor(log2);
        return (uint)floor + 1;
    }

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编辑2:

经过一番搜索后,我发现:

BN_num_bits不返回给定bignum的有效位数,而是返回最重要的1位的位置,这不一定是同一个东西

虽然我仍然不知道它的来源是什么样的......

Answer 1

BN_num_bits 的手册页(OpenSSL项目)说"基本上,除了零,它返回floor(log2(w))+1.".所以这些是.Net的正确实现BN_num_bytes和BN_num_bits功能BigInteger.

public static int BN_num_bytes(BigInteger number) {
    if (number == 0) {
        return 0;
    }
    return 1 + (int)Math.Floor(BigInteger.Log(BigInteger.Abs(number), 2)) / 8;
}

public static int BN_num_bits(BigInteger number) {
    if (number == 0) {
        return 0;
    }
    return 1 + (int)Math.Floor(BigInteger.Log(BigInteger.Abs(number), 2));
}

为方便起见,您可能应将这些更改为扩展方法.

您应该了解这些函数测量表示给定整数所需的最小位数/字节数.声明为int(System.Int32)的变量占用4个字节的内存,但您只需要1个字节(或3个比特)来表示整数7.这是BN_num_bytes和BN_num_bits计算的内容 - 具体数字所需的最小存储大小.

您可以在官方OpenSSL存储库中找到这些函数的原始实现的源代码.