using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.Linq;
using System.Numerics;
using System.Text;
using System.Security.Cryptography;

namespace methods
{
    class Program
    {
        public static BigInteger x, y, g, n, X_new, Y_new;
        public static String g_str, n_str, X_str, Y_str;
        public static int l1, l2;

        static BigInteger Pow(BigInteger a, BigInteger b)
        {
            BigInteger result = 1;
            for (BigInteger i = 0; i < b; i++)
                result *= a;

            return result;
        }

        static BigInteger GenerateNumberOfLength(int l)
        {
            RNGCryptoServiceProvider rng = new RNGCryptoServiceProvider();
            byte[] _result = new byte[BigInteger.Pow(2, l).ToByteArray().LongLength];
            BigInteger result;
            do
            {
                rng.GetBytes(_result);
                result = new BigInteger(_result);
            } while (result <= BigInteger.Pow(2, (l - 1)) || result >= BigInteger.Pow(2, l));

            return result;
        }

        private static void FindNumberX(int l)
        {
            x = GenerateNumberOfLength(l);
        }

        private static void FindNumberY(int l)
        {
            y = GenerateNumberOfLength(l);
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            using (FileStream In = File.OpenRead("g.txt"))
            {
                byte[] array = new byte[In.Length];
                In.Read(array, 0, array.Length);
                g_str = System.Text.Encoding.Default.GetString(array);
            }

            using (FileStream In1 = File.OpenRead("n.txt"))
            {
                byte[] array1 = new byte[In1.Length];
                In1.Read(array1, 0, array1.Length);
                n_str = System.Text.Encoding.Default.GetString(array1);
            }

            g = BigInteger.Parse(g_str);
            n = BigInteger.Parse(n_str);

            Random rnd = new Random();
            l1 = rnd.Next(3, 50);
            l2 = rnd.Next(3, 50);

            FindNumberX(l1);
            Console.WriteLine("А сгенерировал значение х");
            Console.ReadKey();
            FindNumberY(l2);
            Console.WriteLine("Б сгенерировал значение у");
            Console.ReadKey();

            StreamWriter Out3 = null, Out4 = null;
            try
            {
                Out3 = new StreamWriter(File.Open("x.txt", FileMode.Create));
                Out4 = new StreamWriter(File.Open("y.txt", FileMode.Create));
            }
            catch (IOException e)
            {
                Console.WriteLine(e.Message);
            }

            try
            {
                Out3.WriteLine(x);
                Out4.WriteLine(y);
            }
            catch (IOException e)
            {
                Console.WriteLine(e.Message);
            }

            Out3.Close();
            Out4.Close();

            BigInteger X = BigInteger.ModPow(g, x, n);
            BigInteger Y = BigInteger.ModPow(g, y, n);

            StreamWriter Out = null, Out1 = null;
            try
            {
                Out = new StreamWriter(File.Open("XforB.txt", FileMode.Create));
                Out1 = new StreamWriter(File.Open("YforA.txt", FileMode.Create));
            }
            catch (IOException e)
            {
                Console.WriteLine(e.Message);
            }

            try
            {
                Out.WriteLine(X);
                Console.WriteLine("А переслал Б значение Х");
            }
            catch (IOException e)
            {
                Console.WriteLine(e.Message);
            }

            Out.Close();
            Console.ReadKey();

            try
            {
                Out1.WriteLine(Y);
                Console.WriteLine("Б переслал А значение У");
            }
            catch (IOException e)
            {
                Console.WriteLine(e.Message);
            }

            Out1.Close();
            Console.ReadKey();

            using (FileStream In2 = File.OpenRead("XforB.txt"))
            {
                byte[] array = new byte[In2.Length];
                In2.Read(array, 0, array.Length);
                X_str = System.Text.Encoding.Default.GetString(array);
            }

            using (FileStream In3 = File.OpenRead("YforA.txt"))
            {
                byte[] array1 = new byte[In3.Length];
                In3.Read(array1, 0, array1.Length);
                Y_str = System.Text.Encoding.Default.GetString(array1);
            }

            X_new = BigInteger.Parse(X_str);
            Y_new = BigInteger.Parse(Y_str);

            BigInteger K_A = BigInteger.ModPow(Y_new, x, n);
            BigInteger K_B = BigInteger.ModPow(X_new, y, n);

            if (K_A == K_B)
                Console.WriteLine("Сгенерирован корректный секретный ключ для связи А и Б");
            else
                Console.WriteLine("На каком-то этапе произошла ошибка");
            Console.Read();
        }

    }
}