#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#include <gmp.h>

mpz_t p, q;
mpz_t n, eiler;
mpz_t e, d;
mpz_t k;

/*mpz_class power(mpz_class t, mpz_class k)
{
// возведение t в степень k
  mpz_class res = 1;
  while (k != 0) {
        if (k & 1) res *= t;
        t *= t;
        k >>= 1;
  }
  return res;
}*/

void generateKeys(mpz_t np, mpz_t nq, mpz_t ne, mpz_t k)
{
    mpz_t temp1, temp2, one;
    mpz_set(p, np);
    mpz_set(q, nq);

    mpz_init(temp1);
    mpz_init(temp2);
    mpz_init(one);

    mpz_set_ui(one, 1);
    mpz_sub(temp1, p, one);
    mpz_sub(temp2, q, one);

    mpz_mul(n, p, q);
    mpz_mul(eiler, temp1, temp2);

    mpz_set(e, ne);

    mpz_mul(temp1, k, eiler);
    mpz_add(temp1, one, temp1);
    mpz_cdiv_q(d, temp1, e);

    mpz_clear(temp1);
    mpz_clear(temp2);
    mpz_clear(one);
}

void Pa(mpz_t result, int m)
{
    //gmp_printf("enc: %d %d %d %d\n", m, e, power(m, e), n);
    mpz_t temp;
    mpz_init_set_si(temp, m);
    mpz_powm (result, temp, e, n);
    mpz_clear(temp);
    //return power(m, e) % n;
}

void Sa(mpz_t result, mpz_t c)
{
    //gmp_printf("dec: %d %d %d %d\n", c, d, power(c, d), n);
    //return power(c, d) % n;
    mpz_powm (result, c, d, n);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    if(argc<6)
    {
        gmp_printf("Usage: rsa_console p q e k \"text\"\n");
    }
    else
    {
        mpz_t result;
        mpz_init(p);
        mpz_init(q);
        mpz_init(n);
        mpz_init(eiler);
        mpz_init(e);
        mpz_init(d);
        mpz_init(k);
        mpz_init(result);
        mpz_set_str(p, argv[1], 10);
        mpz_set_str(q, argv[2], 10);
        mpz_set_str(e, argv[3], 10);
        mpz_set_str(k, argv[4], 10);

        gmp_printf("\np=%s, q=%s, e=%s, k=%s", argv[1], argv[2], argv[3], argv[4]);
        gmp_printf("\np=%d, q=%d, e=%d, k=%d\n\n", p, q, e, k);

        gmp_printf("Generating keys...\n\n");

        generateKeys(p, q, e, k);

        gmp_printf("n=%d, d=%d, e=%d\n\n", n, d, e);

        gmp_printf("Public Key: (%d, %d)\n", e, n);
        gmp_printf("Private Key: (%d, %d)\n", d, n);

        Pa(result, 111111);
        gmp_printf("%d\n", result);
        Sa(result, result);
        gmp_printf("%d\n", result);

        char * text = new char[strlen(argv[5])];
        mpz_t * encoded = new mpz_t[strlen(argv[5])];
        char * decoded = new char[strlen(argv[5])];

        strcpy(text, argv[5]);

        gmp_printf("Original text:\n");
        gmp_printf("%s\n\n", text);

        gmp_printf("Encoded text:\n");

        for(int i=0;i<strlen(text);i++)
        {
            Pa(result, text[i]);
            mpz_set(encoded[i], result);
        }

        gmp_printf("\n\n");

        for(int i=0;i<strlen(text);i++)
        {
            Sa(result, encoded[i]);
            decoded[i] = mpz_get_ui(result);
        }

        gmp_printf("Decoded text:\n");
        gmp_printf("%s\n", decoded);

        delete[] text;
        delete[] encoded;
        delete[] decoded;
        mpz_clear(p);
        mpz_clear(q);
        mpz_clear(n);
        mpz_clear(eiler);
        mpz_clear(e);
        mpz_clear(d);
        mpz_clear(k);
        mpz_clear(result);
    }
}