課程設(shè)計(jì)-電文的加密問題

11-數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)院名稱：數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)學(xué)院課程代碼：_________________專業(yè)：年級：一、設(shè)計(jì)題目：電文的加密問題二、主要內(nèi)容電文（字符串）加密，形成密碼文（字符串）的問題。假定原文為C1C2C3……Cn，加密后產(chǎn)生的密文為S1S2S3……Sn。首先讀入一個(gè)正整數(shù)Key（大于1）作為加密鑰匙并將密文字符位置按順時(shí)針方向連成一個(gè)環(huán)（雙向循環(huán)鏈表）。加密時(shí)從S1位置起順時(shí)針方向計(jì)數(shù)，當(dāng)數(shù)到第Key個(gè)字符位置時(shí)將原文中的字符C1放入該密文字符位置，同時(shí)從環(huán)中除去該字符位置。接著，從環(huán)中下一個(gè)字符位置起繼續(xù)計(jì)數(shù)，當(dāng)再次數(shù)到第Key個(gè)字符位置時(shí)，將原文中的C2放入其中同時(shí)除去此位置……，類推，直至n個(gè)原文字符全部放入密文環(huán)中。由些產(chǎn)生的S1S2S3……Sn即為原文的密文。三、具體要求及提交的材料1．做好設(shè)計(jì)計(jì)劃，認(rèn)真查閱相關(guān)資料，完成程序設(shè)計(jì)及調(diào)試；2．按《課程設(shè)計(jì)說明書_實(shí)例模板》完成課程設(shè)計(jì)說明書的撰寫；3．設(shè)計(jì)結(jié)束后，必須上交如下材料：（1）《課程設(shè)計(jì)說明書（報(bào)告）》打印稿一份；（2）課程設(shè)計(jì)說明書及源代碼電子文檔四、主要技術(shù)路線提示認(rèn)真分析系統(tǒng)功能需求，擬定設(shè)計(jì)方案和程序框架，查閱相關(guān)資料，完成算法設(shè)計(jì)和程序調(diào)試。五、進(jìn)度安排共計(jì)兩周時(shí)間，建議進(jìn)度安排如下：選題，應(yīng)該在上機(jī)實(shí)驗(yàn)之前完成需求分析、方案擬定、程序框架思考可分配4學(xué)時(shí)詳細(xì)的程序設(shè)計(jì)可分配8學(xué)時(shí)調(diào)試和分析可分配8學(xué)時(shí)?？梢杂?學(xué)時(shí)的機(jī)動(dòng)，即提前完成設(shè)計(jì)任務(wù)的學(xué)生可提前安排程序驗(yàn)收和答辯六、推薦參考資料馮博琴等編著，《軟件技術(shù)基礎(chǔ)》（修改版），西安交通大學(xué)出版社，1997嚴(yán)蔚敏等著，《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》，清華大學(xué)出版社，2003李蕓芳等著，《軟件技術(shù)基礎(chǔ)》（第二版），清華大學(xué)出版社，2000徐孝凱等著，《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（C語言描述）》，清華大學(xué)出版社，2004指導(dǎo)教師簽名日期年月日系主任審核日期年月日目錄摘要………………11引言……………22設(shè)計(jì)方案………………………32.1整體方案設(shè)計(jì)………………32.2電文存儲(chǔ)……………………42.4.構(gòu)建雙向循環(huán)鏈表…………52.4電文轉(zhuǎn)換密文………………62.5主函數(shù)main…………………73程序演示………………………8總結(jié)………………10致謝………………11參考文獻(xiàn)…………12附錄………………131-摘要 學(xué)習(xí)C語言和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的知識，可以讓我們對程序設(shè)計(jì)語言的理解和運(yùn)用深刻化、時(shí)代化。課程設(shè)計(jì)是我們從理論走向?qū)嵺`的橋梁，是鍛煉我們運(yùn)用理論知識能力的良機(jī)。隨著計(jì)算機(jī)的普及，社會(huì)信息量的與日俱增，信息安全和個(gè)人隱私的注重受到越來越多的人的關(guān)注，其數(shù)量規(guī)模比以前任何時(shí)候都大，無論個(gè)人還是公司乃至整個(gè)國家信息安全都顯得越來越重要，一旦隱私泄露可能會(huì)造成不可估量的損失。如何使自己的信息更加安全方便快捷也成了人們追求的目標(biāo)，并且急需這樣的軟件來完成更多的功能。針對平時(shí)信息處理的重要程度，該軟件主要是提供了電文加密的功能，將所發(fā)的信息轉(zhuǎn)換成密文，以確保其安全。關(guān)鍵詞：電文加密，信息安全，隱私

1引言1問題的提出以前的操作系統(tǒng)等系統(tǒng)軟件主要是由匯編語言編寫的（包括ＵＮＩＸ操作系統(tǒng)在內(nèi)）。由于匯編語言依賴于計(jì)算機(jī)硬件，程序的可讀性和可移植性都比較差。為了提高可讀性和可移植性，最好改用高級語言，但一般高級語言難以實(shí)現(xiàn)匯編語言的某些功能（匯編語言可以直接對硬件進(jìn)行操作，例如，對內(nèi)存地址的操作、位操作等）。人們設(shè)想能否找到一種既具有一般高級語言特性，又具有低級語言特性的語言，集它們的優(yōu)點(diǎn)于一身。于是，Ｃ語言就在這種情況下應(yīng)運(yùn)而生了。C語言C語言既有高級語言的特點(diǎn)，又具有匯編語言的特點(diǎn)；既是一個(gè)成功的系統(tǒng)設(shè)計(jì)語言，有時(shí)一個(gè)使用的程序設(shè)計(jì)語言；既能用來編寫不依賴計(jì)算機(jī)硬件的應(yīng)用程序，又能用來編寫各種系統(tǒng)程序；是一種受歡迎、應(yīng)用廣泛的程序設(shè)計(jì)語言。C語言發(fā)展過程1973年，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的D.M.RITCHIE在B語言的基礎(chǔ)上最終設(shè)計(jì)出了一種新的語言，他取了BCPL的第二個(gè)字母作為這種語言的名字，這就是C語言。1977年DennisM.Ritchie發(fā)表了不依賴于具體機(jī)器系統(tǒng)的C語言編譯文本《可移植的C語言編譯程序》。1978年BrianW.Kernighian和DennisM.Ritchie出版了名著《TheCProgrammingLanguage》，從而使C語言成為目前世界上流行最廣泛的高級程序設(shè)計(jì)語言。 1.4任務(wù)與分析電文（字符串）加密，形成密碼文（字符串）的問題。假定原文為C1C2C3……Cn，加密后產(chǎn)生的密文為S1S2S3……Sn。首先讀入一個(gè)正整數(shù)Key（大于1）作為加密鑰匙并將密文字符位置按順時(shí)針方向連成一個(gè)環(huán)（雙向循環(huán)鏈表）。加密時(shí)從S1位置起順時(shí)針方向計(jì)數(shù)，當(dāng)數(shù)到第Key個(gè)字符位置時(shí)將原文中的字符C1放入該密文字符位置，同時(shí)從環(huán)中除去該字符位置。接著，從環(huán)中下一個(gè)字符位置起繼續(xù)計(jì)數(shù)，當(dāng)再次數(shù)到第Key個(gè)字符位置時(shí)，將原文中的C2放入其中同時(shí)除去此位置……，類推，直至n個(gè)原文字符全部放入密文環(huán)中。由些產(chǎn)生的S1S2S3……Sn即為原文的密文。

2設(shè)計(jì)方案1整體設(shè)計(jì)方案此課題是研究電文加密的問題，將明文轉(zhuǎn)換成密文，以實(shí)現(xiàn)信息安全。為了直觀和方便，畫出流程圖如下圖1：電文加密電文加密請輸入電文關(guān)鍵字1關(guān)鍵字2關(guān)鍵字n````````````關(guān)鍵字3密文1密文3密文2`````````密文n圖1程序總的流程圖該流程圖很直觀的描述了整個(gè)程序運(yùn)行過程。2.2電文存儲(chǔ)用戶輸入的電文和轉(zhuǎn)換后的密文都需要存儲(chǔ)；我們就要用相應(yīng)的程序去實(shí)現(xiàn)這個(gè)過程,這才是我們最后的目的。#include<stdio.h>#include<string.h>#include<malloc.h>//頭文件typedefstructnode{charch;structnode*forward;/*鏈接下一節(jié)點(diǎn)*/structnode*backward;/*鏈接前一節(jié)點(diǎn)*/}CODE;//定義雙鏈表，用于存儲(chǔ)密文charocode[256];intkey,num=0;printf("輸入原文字符串:");while(num<255&&(ocode[num++]=getchar())!='\n');ocode[(num==255)?num:num-1]='\0';//輸入電文ncode=(char*)malloc((length+1)*sizeof(char));for(i=0;i<length;i++){ncode[i]=loop[i].ch;ncode[length]='\0';returnncode;} //定義線性表，用于存儲(chǔ)電文2.3構(gòu)建雙向循環(huán)鏈表將密文字符位置按順時(shí)針方向連成一個(gè)環(huán)，用雙向循環(huán)鏈表操作存儲(chǔ)。char*decode(char*ocode,intkey){char*ncode;intlength,count,i;CODE*loop,*p;length=strlen(ocode);loop=(CODE*)malloc(length*sizeof(CODE));//動(dòng)態(tài)分配密文環(huán)for(i=0;i<length-1;i++){loop[i].forward=&loop[i+1];loop[i].backward=&loop[i-1];}//構(gòu)建雙鏈表loop[0].backward=&loop[length-1];loop[0].forward=&loop[1];loop[length-1].forward=&loop[0];loop[length-1].backward=&loop[length-2]; //雙向循環(huán)鏈表 2.4電文轉(zhuǎn)換密文 for(p=loop,i=0;i<length;i++){for(count=1;count<key;count++)p=p->forward;//從loop[0]位置起順時(shí)針方向計(jì)數(shù)，數(shù)到第Key個(gè)字符位置p->ch=*ocode++;//將原文中的字符C1放入該密文字符位置p->backward->forward=p->forward;p->forward->backward=p->backward;p=p->forward;//從環(huán)中除去該字符位置}//產(chǎn)生密文鏈表; 2.5主函數(shù)mainvoidmain(){charocode[256];intkey,num=0;printf("輸入電文字符串:");while(num<255&&(ocode[num++]=getchar())!='\n');ocode[(num==255)?num:num-1]='\0'; printf("\n");do{printf("輸入加密鑰匙Key(大于1整數(shù)):");scanf("%d",&key); }while(key<=1); printf("\n"); printf("電文：%s\n",ocode);printf("密文:%s\n",decode(ocode,key)); printf("\n");}3．程序演示：對于所有執(zhí)行過程，通過圖片最好說明問題了：程序開始如圖2所示：圖2輸入電文，如圖3所示：圖3按下回車鍵，接著輸入關(guān)鍵字，關(guān)鍵字要是大于1的整數(shù)，輸入錯(cuò)誤會(huì)繼續(xù)提示輸入，如圖4所示：圖4輸入正確的關(guān)鍵字，假設(shè)輸入23，如圖5所示：圖5如上圖所示，電文為：Iloveyouforever密文為：oveoieuofryervl整個(gè)操作過程就是這樣，很簡單。結(jié)論經(jīng)過一個(gè)多星期的上機(jī)實(shí)踐學(xué)習(xí)，不斷的編寫，修改，終于完成了這個(gè)電文加密課程設(shè)計(jì)。通過實(shí)踐，我也發(fā)現(xiàn)我的好多不足之處，對C語言學(xué)習(xí)平時(shí)只是馬馬虎虎的過去了，真正自己去解決實(shí)際問題的時(shí)候才會(huì)發(fā)現(xiàn)自己學(xué)的多么糟糕，通過課程設(shè)計(jì)對自己的編程能力也有所提高；還有對C語言中經(jīng)常出現(xiàn)的錯(cuò)誤也不了解，通過實(shí)踐，使我在這幾個(gè)方面的認(rèn)識有所提高。在這次課程設(shè)計(jì)中，我學(xué)會(huì)了很多東西，比如將學(xué)到的知識能綜合運(yùn)用到實(shí)踐中，通過查資料的學(xué)習(xí)懂得了很多以前不懂的知識，豐富了我的知識面，在能力上也有很大的提高。課程設(shè)計(jì)是一個(gè)既考驗(yàn)我們對知識掌握及運(yùn)用能力，又考驗(yàn)我們寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的邏輯組織能力。因此通過這次課程設(shè)計(jì)讓我受益匪淺。在完成這次課程設(shè)計(jì)的的過程中雖然遇到了些問題，但在老師和同學(xué)的幫助下最終完成了這次的任務(wù)。

致謝首先我要感謝老師的耐心指導(dǎo)和幫助，在他的督促下按時(shí)完成這個(gè)課程設(shè)計(jì)，并且對于我們提出的各種問題都能依依完整而仔細(xì)的回答，直到我們完全明白為止。再者需要感謝的是教我們數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的老師，沒有他們的教導(dǎo)就不會(huì)知道怎樣完成這個(gè)課程設(shè)計(jì)，也不可能有基礎(chǔ)來完成此次的課程設(shè)計(jì)。整個(gè)完成的過程中周圍的同學(xué)也給了不少幫助，在此真的非常感謝每一位給過我?guī)椭娜?

參考文獻(xiàn)1.譚浩強(qiáng)等.C語言程序設(shè)計(jì)教程.高等教育出版社.20052.李建學(xué)等.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)案例精編（用C/C++描述）.清華大學(xué)出版.20073.嚴(yán)蔚敏等.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(C語言版).清華大學(xué)出版社.20034.馮博琴等編著，《軟件技術(shù)基礎(chǔ)》（修改版），西安交通大學(xué)出版社，19975.李蕓芳等著，《軟件技術(shù)基礎(chǔ)》（第二版），清華大學(xué)出版社，20006.徐孝凱等著，《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（C語言描述）》，清華大學(xué)出版社，2004附錄#include<stdio.h>#include<string.h>#include<malloc.h>typedefstructnode{charch;structnode*forward;//鏈接下一節(jié)點(diǎn)structnode*backward;//鏈接前一節(jié)點(diǎn)}CODE;char*decode(char*ocode,intkey){char*ncode;intlength,count,i;CODE*loop,*p;length=strlen(ocode);loop=(CODE*)malloc(length*sizeof(CODE));//動(dòng)態(tài)分配密文環(huán)for(i=0;i<length-1;i++){loop[i].forward=&loop[i+1];loop[i].backward=&loop[i-1];//雙鏈表}loop[0].backward=&loop[length-1];loop[0].forward=&loop[1];loop[length-1].forward=&loop[0];//雙向循環(huán)鏈表loop[length-1].backward=&loop[length-2];for(p=loop,i=0;i<length;i++){/*產(chǎn)生密文鏈表*/for(count=1;count<key;count++)p=p->forward;//從loop[0]位置起順時(shí)針方向計(jì)數(shù)，數(shù)到第Key個(gè)字符位置p->ch=*ocode++;//將原文中的字符C1放入該密文字符位置p->backward->forward=p->forward;