密码学课程设计.doc

密码学课程设计多表古典加密和解密程序姓名：林良松 专业：信息工程班级：1132101学号：201130210116 2014-1-11一、 实验目的：掌握多表古典加密方法。二、 实验要求：能用高级语言实现古典加密方法。三、 实验内容：多表古典加密方法主要有Playfair体制、Vigenere体制、Beaufor体制、Vernam体制和Hill体制，用高级语言实现其中一种体制的加密和解密算法。四、实验过程：1、Vigenere加密解密：维吉尼亚密码引入了“密钥”的概念，即根据密钥来决定用哪一行的密表来进行替换，以此来对抗字频统计。#include #include using namespace std;const int N=26;char vNN=A,B,C,D,E,F,G,H,I,J,K,L,M,N,O,P,Q,R,S,T,U,V,W,X,Y,Z;int number(char x)/把行号字母对应到数字 char y=a; for(int i=0;iN;i+) if(x=(y+i) return i; void encryption(string m,string k)/加密 coutm; coutk; int mlen,klen; mlen=m.length(); klen=k.length(); char *p,*q,*t;/明文，初始密钥，密钥串。把string换成char p=new charm.length()+1; strcpy(p,m.c_str(); q=new chark.length()+1; strcpy(q,k.c_str(); t=new charm.length()+1; int j=0; for(int i=0;imlen;i+) ti=qj; j+; j=j%klen; /生成密钥 cout密文:; for(i=0;imlen;i+) coutvnumber(ti)number(pi); coutendl;void disencryption(string c,string k)/解密 coutc; coutk; int clen,klen; clen=c.length(); klen=k.length(); char *p,*q,*t;/密文，初始密钥，密钥串。把string换成char p=new charc.length()+1; strcpy(p,c.c_str(); q=new chark.length()+1; strcpy(q,k.c_str(); t=new charc.length()+1; int j=0; for(int i=0;iclen;i+) ti=qj; j+; j=j%klen; /生成密钥 cout明文:; for(i=0;iclen;i+) for(int j=0;jN;j+) if(vnumber(ti)j=pi) coutchar(j+97);break; coutendl;int main() for(int i=1;iN;i+) for(int j=0;jN;j+) vij=vi-1(j+1)%N; /方阵初始化 cout欢迎使用Vigenere加密!endlendl; cout请选择要进行的操作endl; int flag; do cout1.加密2.解密3.结束:flag; string m,k; if(flag=1)encryption(m,k); else if(flag=2) disencryption(m,k); else if(flag!=1&flag!=2&flag!=3) cout输入错误，请重新输入!; while(flag!=3); return 0;运行结果：2、Playfair 加解密算法描述：Playfair密码出现于1854年，它依据一个5*5的正方形组成的密码表来编写，密码表里排列有25个字母。如果一种语言字母超过25个，可以去掉使用频率最少的一个。英语中z使用最少，可以去掉它。法语一般去掉w或k，德语则是把i和j合起来当成一个字母看待。英语中z使用最少，可以去掉它。加密描述：第一步是编制密码表。在这个5*5的密码表中，共有5行5列字母。第一列（或第一行）是密钥,其余按照字母顺序。密钥是一个单词或词组，若有重复字母，可将后面重复的字母去掉。当然也要把使用频率最少的字母去掉。第二步整理明文。将明文每两个字母组成一对。如果成对后有两个相同字母紧挨或最后一个字母是单个的，就插入一个字母X。对明文加密规则如下： 1 若p1 p2在同一行，对应密文c1 c2分别是紧靠p1 p2 右端的字母。其中第一列被看做是最后一列的右方。如，按照前表，ct对应oc 2 若p1 p2在同一列，对应密文c1 c2分别是紧靠p1 p2 下方的字母。其中第一行被看做是最后一行的下方。 3 若p1 p2不在同一行，不在同一列，则c1 c2是由p1 p2确定的矩形的其他两角的字母（至于横向替换还是纵向替换要事先约好，或自行尝试）。如，按照前表，wh对应tk或kt。对密文解密规则如下： 1 若c1 c2在同一行，对应明文p1 p2分别是紧靠c1 c2 左端的字母。其中最后一列被看做是第一列的左方。 2 若c1 c2在同一列，对应明文p1 p2分别是紧靠c1 c2 上方的字母。其中最后一行被看做是第一行的上方。 3 若c1 c2不在同一行，不在同一列，则p1 p2是由c1 c2确定的矩形的其他两角的字母。 其实就是反其道而行之。如密钥crazy dog，可编制成 COHMTRGINUABJPVYEKQWDFLSX#include #include #include #define NUM 1000int main()int i,j,k=0,m,n,temp=0,length;char keyNUM,voa26;char table55;char wordNUM;printf(欢迎使用playfair加密！);printf(密钥: );scanf(%s,key);length=strlen(key); for(i=0;ilength;i+) if(keyi=j) keyi=i; for(i=0;ilength;i+) for(j=i+1;jlength;j+) if(keyi=keyj) for(int t=j;tlength;t+) keyt=keyt+1; j-; length-; if(j=1) keyj=0; break; for(i=0;i26;i+) voai=65+i;for(i=0;ilength;i+) keyi=keyi-32;char p;int count=0;for(i=0;i26;i+) p=voai; for(j=0;jlength;j+) if(p=keyj) keyi+length=p; count+=1; break; if(j=length) keyi+length-count=p; int u=0;for(i=0;i26;i+) if(keyi=J) for(u=i;u26;u+) keyu=keyu+1; if(keyi=I) keyi=*; temp=0;for(i=0;i5;i+) for(j=0;j5;j+) tableij=keyj+temp; printf(%c ,tableij); if(j=4) temp+=5; printf(n); printf(明文: );scanf(%s,word);length=strlen(word);int counter=0;for(i=0;ilength;) if(wordi=wordi+1) i+=1; counter+=1; else i+=2;for(i=0;ii+1;j-) wordj=wordj-1; wordi+1=x; length=length+counter;if(length%2!=0) wordlength=x; length+=1;for(k=0;klength;k+) wordk=wordk-32;for(i=0;ilength;i+) if(wordi=I|wordi=J) wordi=*; count=0,k=0; loop: for(i=0;i5,klength;i+) for(j=0;j5;j+) for(m=0;m5;m+) for(n=0;n5;n+) if(tableij=wordk)&(tablemn=wordk+1)&(i=m) count=1; wordk=tableij+1; wordk+1=tablemn+1; if(j=4) wordk=tablei0; if(n=4) wordk+1=tablem0; k+=2; if(count=1) goto loop; else if(tableij=wordk)&(tablemn=wordk+1)&(j=n) count=1; wordk=tablei+1j; wordk+1=tablem+1n; if(i=4) wordk=table0j; if(m=4) wordk+1=table0n; k+=2; if(count=1) goto loop; else if(tableij=wordk)&(tablemn=wordk+1)&(i!=m)&(j!=n) count=1; wordk=tablein; wordk+1=tablemj; k+=2; if(count=1) goto loop; printf(密文: );for(k=0;klength;k+) printf(%c ,wordk);printf(n); system(pause);return 0;运行结果：3、Vernam（弗纳姆）加解密主要步骤1.按递增顺序把每个明文字母作为一个数字,A=0,B=1等等. 2.对输入密文中每一个字母做相同的处理. 3.将明文中的每个字母与密钥中的相应字母相加. 4.如果得到的和大于26,则从中减去26. 5.将和转化为字母,从而得到密文.例如 明文: H O W A R E Y O U 7 14 22 0 17 4 24 14 20 + 2.密钥 N C B T Z Q A R X 13 2 1 19 25 16 0 17 23 3.初始和 20 16 23 19 42 20 24 31 43 4.大于25则模26 20 16 23 19 16 20 24 5 17 5.密文 U Q X T Q U Y F R#include #include #include using namespace std;int main() string plain,ciper,key; int len; /长度三者一致 void change(string &, vector&);/字符变数字 vector encrypt_compute(vector m,vector k);/加密计算 vector discrypt_compute(vector c,vector k);/解密计算 void re_change( vector&,string &);/数字变字符 cout欢迎使用Vernam加解密：endl; cout=endl; int flag; /操作标记 do cout请选择操作：1、加密 2、解密 3、结束:flag; if(flag=1) coutplain; coutkey; len = plain.size(); vector p,c,k; /存变换的数字 change(plain, p); change(key, k); /字母-数字 c = encrypt_compute(p,k); re_change(c,ciper); /数字-字母 cout密文是:ciperendl; if(flag=2) coutciper; coutkey; len = ciper.size(); vector p,c,k; /存变换的数字 change(ciper, c); change(key, k); /字母-数字 p = discrypt_compute(c,k); plain=;/清空明文原来的值 re_change(p,plain); cout明文是:plainendl; while(flag!=3); return 0;void change(string &plain, vector&number) /字母变数字 for (unsigned int i=0;iplain.size();i+) number.push_back(plaini-97); /a为0 vector encrypt_compute(vector m,vector k) /加密计算 vector sum; for(unsigned int i=0; im.size(); i+) sum.push_back(mi+ki)%26); return sum;vector discrypt_compute(vector c,vector k) /解密计算