替代密碼和置換密碼的C語言實現(xiàn)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 實驗一一、實驗名稱：替代密碼和置換密碼的實現(xiàn)二、實驗目的：通過編程實現(xiàn)替代密碼算法和置換密碼算法，加深對古典密碼體系的了解，為以后深入學習密碼學奠定基礎。三、實驗內(nèi)容：A：替代密碼1、實驗原理：使用替代法進行加密，將明文中的字符用其他字符替代后形成密文。最早的替代密碼是由Julius Caesar 發(fā)明的Caesar （愷撒）密碼，又叫循環(huán)移位密碼。它的加密過程可表示為： E(m) = (m+k ) mod n其中，m為明文字母在字母表中的位置數(shù)；n為字母表中的字母個數(shù)；k為密鑰；E(m)為密文字母在字母表中對應的位置數(shù)。解密算法是：m = D(L) =（L-k）m

2、od 26；2、算法設計：使用兩個函數(shù)分別進行加密和解密的過程，在主程序中通過選擇加密還是解密來調(diào)用不同函數(shù)進行替代密碼的加密和解密過程實現(xiàn)；3、函數(shù)接口：加密：int encrypt() printf(輸入明文：n); scanf(%s,a); for(i=0;ai!=0;i+) bi=ai-64; printf(輸入一位密鑰n); scanf(%d,&k); printf(n); for(i=0;bi!=0;i+) mi=(bi+k)%26+64; printf(%s,&m); return 0;解密：int decode() printf(輸入密文：n);scanf(%s,a); for

3、(i=0;ai!=0;i+) bi=ai-64; printf(輸入一位密鑰n); scanf(%d,&k); printf(n); for(i=0;bi!=0;i+) ni=(bi-k)%26+64; printf(%s,n); return 0;4、 程序流程圖：5、 測試結果截圖：加密：解密：B：1、 實驗原理：不改變明文字符，但是把字符在明文中的排列順序改變，來實現(xiàn)明文信息的加密。置換密碼也被稱為換位密碼。本次實驗使用的是矩陣換位法，是將明文中的字母按照給定的順序安排在一個矩陣中，然后又根據(jù)密鑰提供的順序重新組合矩陣中的字母，從而形成密文。解密過程是根據(jù)密鑰的字母數(shù)作為列數(shù)，將密文按照

4、列、行的順序寫出，再根據(jù)由密鑰給出的矩陣置換產(chǎn)生新的矩陣恢復正常順序，從而恢復明文。2、算法設計：通過選擇加密或解密，使用置換矩陣順序和恢復矩陣順序的兩個函數(shù)，分別在主函數(shù)中進行調(diào)用來實現(xiàn)置換密碼的加密解密實現(xiàn)；3、函數(shù)接口：加密：int jiami()int i = 0, j = 0, key_len = 0, text_len = 0, row = 0;char keyLENGTH = 0 ;char numberLENGTH = 0 ;char ptextLENGTH * 10 = 0 ;char ctextLENGTH * 10 = 0 ;printf(輸入明文：n);scanf(%s

5、, ptext);i = 0;while (ptexti != 0)text_len+;i+;printf(輸入密鑰:n);scanf(%s, key);i = 0;while (keyi != 0)key_len+;i+;for (i = 0; ikey_len; i+)numberi = 0;for (j = 0; jkey_len; j+)if (keyjkeyi)numberi+;for (i = 0; ikey_len; i+)for (j = i + 1; jkey_len; j+)if (keyj = keyi)numberj+;if (text_len%key_len = 0)

6、row = text_len / key_len;elserow = text_len / key_len + 1;for (i = 0; ikey_len; i+)for (j = 0; jrow; j+)ctexti*row + j = ptextnumberi + key_len*j;for (i = 0; ikey_len; i+)for (j = 0; jrow; j+)printf(%c, ctexti*row + j);return 0;解密：int jiemi()int i = 0, j = 0, key_len = 0, text_len = 0, row = 0; char

7、 key1LENGTH = 0 ;char ptext1LENGTH * 10 = 0 ;char ctext1LENGTH * 10 = 0 ;char number1LENGTH = 0 ;printf(輸入密文：n);scanf(%s, ctext1);while (ctext1i != 0)text_len+;i+;printf(輸入密鑰);scanf(%s, key1);i = 0;while (key1i != 0)key_len+;i+;for (i = 0; ikey_len; i+)int j = 0;number1i = 0;for (j = 0; jkey_len; j+

8、)if (key1jkey1i)number1i+;for (i = 0; ikey_len; i+)int j = 0;for (j = i + 1; jkey_len; j+)if (key1j = key1i)number1j+;if (text_len%key_len = 0)row = text_len / key_len;elserow = text_len / key_len + 1;for (i = 0; ikey_len; i+)for (j = 0; jrow; j+)ptext1number1i + key_len*j = ctext1i*row + j;for (i =

9、 0; ikey_len; i+)for (j = 0; jrow; j+)printf(%c, ptext1i*row + j);return 0;4、 程序流程圖：5、 測試結果截圖：三、實驗總結： 1、在進行替代密碼實現(xiàn)的時候，總是出現(xiàn)程序終止，然后一步步調(diào)試，還用了斷點測試，最后發(fā)現(xiàn)是循環(huán)的終止條件設置錯誤，最后經(jīng)過了改正，程序能夠從正常運行； 2、在進行置換實驗的時候，設置的數(shù)組總是出錯，數(shù)量不足或排序錯誤，感覺對這一方面的代碼實現(xiàn)有很大的不足，置換數(shù)組方面忘記了很多概念，應該進行轉么的復習； 3、經(jīng)過這一次的實驗，對古典密碼中的替代密碼和置換密碼有了一定的了解，感覺對于密碼學有了很

10、濃厚的興趣，想要進一步了解一些密碼的算法和實現(xiàn)的方法； 4、感覺一個假期沒有編程，忘記了很多語句和各種基本知識，感覺應該再系統(tǒng)地復習一遍，再多加練習。四、問題回答：替代密碼：分析密文中的字母頻率后將可以對照破解；可能嚴重偏離標準頻率，加入文章少于100個字母，那么對它的解密就會比較困難。 改進：在單一愷撒密碼的基礎上擴展出多表密碼，稱為維吉尼亞密碼。引入了密鑰的概念，即根據(jù)密鑰來決定用哪一行的密表來進行替換，可以對抗字頻統(tǒng)計。五、實驗代碼：A、 替代密碼： #include #include #include int k,i=0;char a100;char b100,m100,n100;in

11、t encrypt() printf(輸入明文：n); scanf(%s,a); for(i=0;ai!=0;i+) bi=ai-64; printf(輸入一位密鑰n); scanf(%d,&k); printf(n); for(i=0;bi!=0;i+) mi=(bi+k)%26+64; printf(%s,&m); return 0;int decode() printf(輸入密文：n);scanf(%s,a); for(i=0;ai!=0;i+) bi=ai-64; printf(輸入一位密鑰n); scanf(%d,&k); printf(n); for(i=0;bi!=0;i+) n

12、i=(bi-k)%26+64; printf(%s,n); return 0;int main()int c;printf(加密選擇1，解密選擇2 n);scanf(%d,&c);if(c=1)encrypt(); if(c=2)decode();return 0;B、置換密碼：#include #include #define LENGTH 26int jiami()int i = 0, j = 0, key_len = 0, text_len = 0, row = 0;char keyLENGTH = 0 ;char numberLENGTH = 0 ;char ptextLENGTH *

13、 10 = 0 ;char ctextLENGTH * 10 = 0 ;printf(輸入明文：n);scanf(%s, ptext);i = 0;while (ptexti != 0)text_len+;i+;printf(輸入密鑰:n);scanf(%s, key);i = 0;while (keyi != 0)key_len+;i+;for (i = 0; ikey_len; i+)numberi = 0;for (j = 0; jkey_len; j+)if (keyjkeyi)numberi+;for (i = 0; ikey_len; i+)for (j = i + 1; jkey

14、_len; j+)if (keyj = keyi)numberj+;if (text_len%key_len = 0)row = text_len / key_len;elserow = text_len / key_len + 1;for (i = 0; ikey_len; i+)for (j = 0; jrow; j+)ctexti*row + j = ptextnumberi + key_len*j;for (i = 0; ikey_len; i+)for (j = 0; jrow; j+)printf(%c, ctexti*row + j);return 0;int jiemi()in

15、t i = 0, j = 0, key_len = 0, text_len = 0, row = 0; char key1LENGTH = 0 ;char ptext1LENGTH * 10 = 0 ;char ctext1LENGTH * 10 = 0 ;char number1LENGTH = 0 ;printf(輸入密文：n);scanf(%s, ctext1);while (ctext1i != 0)text_len+;i+;printf(輸入密鑰);scanf(%s, key1);i = 0;while (key1i != 0)key_len+;i+;for (i = 0; ikey_len; i+)int j = 0;number1i = 0;for (j = 0; jkey_len; j+)if (key1jkey1i)number1i+;for (i = 0; ikey_len; i+)int j = 0;for (j = i + 1; jkey_len; j+)if (key1j = key1i)number1j+;if (text_len%key_len = 0)row = text_len / key_len;elserow = text_len / key_len + 1;for (i = 0; ikey_len; i+)for (j