现代科技与传统文化及现代密码学-古典密码 实验报告

现代科技与传统文化英国学者泰勒认为，文化具有非强制性的影响力，包括知识、信仰、艺术、道德、风俗，以及人类在社会中所获得的一切能力与习惯。文化是民族的血脉，人民的精神家园，承载着引导社会进步与提升文明程度的重要功能。科学技术是人类关于自然、社会、思维的知识体系及其实践。科学技术为人类创造了巨大的物质财富和精神财富，极大地推动了人类进步。文化与科技作为人化自然取得的最具影响和成效的成果，人类文明的共有结晶，二者相伴始终，贯穿于人类社会发展的各个阶段、领域，成为影响社会发展演变重要而关键的力量。文化与科技在不同的历史阶段包含着不同的内容，经历了同生共长、互相影响、休戚与共的漫长发展演变过程。（1）在古代，科技与文化具有初级人类文明的共同特点，还保留着朴素、直观、简单等特性，自身发展还不完善，还没有具体的分化与显著的界限。文字的发明与广泛使用，是古代科技对于文化发展最具有直接意义和最具决定性的明证。（2）在近代，科技的发展得益于思想的解放、文化的繁荣。文艺复兴作为人类进入近代社会的标志，不仅代表着古典文化的复兴，也意味着近代科技的兴起。自18世纪以来，科技成为影响文化的重要因素，一系列的近代产业革命风暴不断在政治、经济、文化、军事等领域产生着重要影响，彰显了科技在近代社会进程中的主导地位。（3）在现代，科技迅速超越文化成为社会的主导力量。从最初马克思论证的“生产力中也包括科学”，到邓小平指出的“科学技术是第一生产力”，最后成为江泽民强调的“现代社会进步的决定性力量”，充分说明科技已经成为现代社会中最具影响力和支配力的根本力量。科技与文化作为推动人类社会进步的伟大力量，二者不仅紧密联系、相互依存，而且还彼此交融、相需互动。（1）科技成为推动现代文化建设发展的第一动力。科技作为人类认识世界、改造世界的成果与工具，不仅为现代文化建设提供重要的思维模式与技术手段，而且还充实了现代文化的内涵，不断创造着新的文化形式，奠定了坚实的物质基础，推动着文化产业的发展与进步，成为推动现代文化建设发展的第一动力。（2）文化使科技更具人性。文化是科技进步的引导因素，为科技发展提供精神动力和智力支持。文化的发展为科技发展提供了良好的环境与氛围，是科技进步创新的思想基础，成为主导科学家的价值取向、激发他们创新力、提高他们思维水平的关键力量。尽管任何一项科技在其开发过程本身只是一个科技问题，但在其开发的背景、目的和过程背后，又是与“文化”密不可分的。实际上，“高技术”更需要靠“高文化”来支撑。“高技术”人才必须通过“高文化”凝聚起来才能发挥出更大的作用。科技与文化是相互联系与辩证统一的，不仅要正确认识和处理科学技术与文化的关系，而且要驾驭它们实现结合并在结合中发挥各自积极作用。文化与科技融合不断创造出新的文化传播载体，增强文化的现代传播力与表现力。文化与科技融合的程度，体现着一个国家的整体创新能力和综合竞争实力。科技创新是文化发展的重要引擎，一方面在传承中华民族优秀文化过程中发挥支撑作用，另一方面在推进文化创新过程中发挥引领作用。文化软实力与科技硬实力的有机融合，必将产生一加一大于二的聚合裂变效应。现代科技与中国传统文化之间存在着契合性。（1）现代科技与中国传统文化具有共同的社会功能。任何一个国家，都在社会存在的多元文化中确立一种能够占统治地位的主文化，并通过不断发挥主文化的教化功能。现代科技也是这样，人们发明的现代科技，只有被社会认同，才能发挥出应有的先进作用。而社会对现代科技的认同过程，也是现代科技发挥教化功能的过程。中国传统文化总起来说可以归纳为关于人的问题，是一种偏重于怎样做人，形成人生价值观的文化，人生价值观是中国传统文化的核心内容。通过现代科技对社会生活各方面的影响和渗透，使人们的时间观念、劳动观念、消费观念、自我意识、家庭意识等也都发生了新的变化，体现了现代科技在人生价值观形成过程中的功能。这说明，在形成人生价值观的功能方面，现代科技与中国传统文化之间也存在着契合性。（2）现代科技与中国传统文化对中国社会的发展起着相同的促进作用。中国传统文化经过漫长的历史发展，形成了一种相对独立的精神文化体系。在不同的历史阶段，通过不同的表现形态，渗透到社会各个领域，对人们的思想行为起着影响和规范的作用，在客观上推动了我国社会向着现代文明不断发展。中国优秀传统文化在现代科技条件下将继续发挥促进社会发展的积极作用，在这一过程中，必然会不断地吸收和容纳现代科技的新成果。同样，现代科技要在中国社会发展中起到积极的作用，也离不开已经深深植根于中国人民思想中的中国优秀传统文化。（3）现代科技赋予中国传统文化新的科学特性和创造活力。现代科技不但成为生产力发展的第一要素和现代经济发展的强大驱动力，而且更重要的是，现代科技发展中形成的科学精神，包括现代科学思维方式、科学态度、科学的价值观念等，对人们现代的精神生活和文化生活，对中国传统文化也产生了深刻的影响，使中国传统文化在现代科技条件下，赋予了崭新的科学特性。另一方面，在现代科技条件下，传统优秀文化经过现代科技的陶冶和兼容，具有了新的创造活力，它既蕴含了现代科技的新成果，又指导着现代科技条件下的民族文化不断创新和发展，永葆生机和活力。现代科技对传统文化的内容与形式带来了根本性的改变，对中国传统文化的挑战表现如下：（1）中国传统文化的封闭性受到了以开放性为特点的现代科技的冲击。中国传统文化始终是以自然经济为基础，以高度集权专制统治的政治为背景，以相对独立的地理环境为条件。这种在特定的经济基础、政治背景和地理环境条件下逐渐形成和发展的中国传统文化，带有明显的封闭性特点。现代科技与工业经济和市场条件相适应，打破了地域和国界的限制，有着强烈的开放性。摧毁了传统文化延续的自然基础，甚至导致了不同背景下文化之间的割裂以及部分文化形式的消亡。（2）中国传统文化的中庸信条受到了现代科技条件下的竞争原则的冲击。中庸之道是中国传统文化中一个重要内容，是中国儒家思想的核心。中庸思想在中国人民的思想中有着根深蒂固的影响，但它与现代科技条件下所提倡的竞争原则相冲突。（3）中国传统文化中的伦理中心原则受到了现代科技条件下的物质利益原则的冲击。儒学在中国传统文化中占有重要地位，而儒学的核心是“仁”，由此形成了浓重的伦理中心原则。现代科技侧重于研究人对自然的认识和对自然界的改造与利用，与现代科技相适应的物质利益原则占了主导的地位。现代科学技术的发展虽然对中国传统文化带来了挑战，但同时也赋予了中国传统文化新的内涵和活力。因此，我们要正确处理中国传统文化和现代科技之间的关系，充分认识和积极借助现代科技的优势，大力弘扬中国优秀传统文化，采取如下措施：（1）培育和树立现代科技蕴含的高尚科学精神，是弘扬中国优秀传统文化的前提和基础。科学精神、科学思维和科学知识是现代科学技术的三种精神形态。有了科学精神，才能对中国传统文化采取科学的态度，才能在现代科技对中国传统文化的冲击和挑战面前，形成科学的认识，得出正确的结论，采取科学的方法，取得有效的成果。（2）运用现代科学技术的成果，丰富发展中国传统文化的内容，是弘扬中国优秀传统文化的重要途径。运用这些先进科技成果来弘扬中国优秀传统文化，就能使中国优秀传统文化不断拓宽发展的时间和空间，不断加大发展的深度和广度。（3）选择正确的文化模式，是现代科技条件下弘扬中国优秀传统文化的有效措施。文化模式是从总体上和规律上解决文化发展的目标选择和结构特征问题。努力实现中国传统文化中的精华、优秀文化与现代科技的兼容和结合，形成主文化，并保证其在社会文化中占主导地位；同时，允许现代科技条件下存在着从属于主文化的多元亚文化，抵制和逐步消除否定主文化的反文化。选择这样的文化模式，既可以避免照搬或模仿西方现代文化的激进主义倾向，又可以避免盲目推崇传统文化的保守主义倾向；既为发挥现代科技优势提供了条件，又为大力弘扬中国优秀传统文化提供了保证。从以上角度入手，不断增强中国传统文化的精神纽带作用，为中华民族的伟大复兴提供精神动力。中医药学是中国传统文化的集大成者，近百年来，中医药学发展滞后是传统文化在现代科技冲击下的一个缩影。以中医为例说明现代科技与中国传统文化的关系。首先现代科技对中医发展具有促进作用。（1）现代科技进步促进了中医病因病机学理论的发展。中医学有七情致病学说，而现代科学技术研究发现，情志的异常变化可以导致神经、体液的异常、内分泌紊乱和免疫功能的低下，从而科学地揭示了情志致病的理论。（2）现代科学技术对中医诊断的促进作用。B超、彩超、CT等技术应用到了医疗领域，延伸了中医传统诊断手段。随着现代光学、现代数学和分子生物学等多学科领域进入到中医药学科，有利于诊断指标客观化和标准化，逐步形成了具有时代特征的中医微观辨证学，促进中医诊断学实现宏观与微观的辨证统一。（3）现代科学技术对中医治疗手段的促进作用。声（超声波）、光（激光、远红外线）等各种现代的疗法，与中医力量相结合，创造了许多新疗法。此外，还有应用红外线、紫外线、激光等进行的穴位照射疗法。（4）对中药炮制技术及中药制剂技术的促进作用。随着现代科学技术的发展，目前已完成了40种常用中药饮片加工和400种中药配方颗粒的系统研究，中药饮片炮制加工工艺更加规范、科学，为生产高质量的中药制剂提供了保障。显微镜技术、染色体技术、DNA技术等现代技术的发展，为中药鉴定、中药质量标准规范化奠定了坚实的基础。在中药汤剂服用方面，现代研究已经突破了传统的煎煮方法，利用现代技术创新发明了中药浓缩颗粒饮片。它具有清洁卫生、质量可控、剂量准确、疗效确切，易吸收、疗效快、好携带、便服用等优点，是目前国际上竞相大力研究推广使用的饮片新剂型。然而随着现代科技应用的日益深入，中医药学术深层次的矛盾与问题不断凸现出来，具体表现在以下几个方面。（1）唯科学主义肢解了中医药学术本体。中医药学是在长期的医疗实践中总结和发展起来的，产生于古代，带有浓厚的思辨色彩和传统文化烙印，属于科学文化的范畴。中医药学是科学文化与人文文化的结合体，单纯将中医定位于自然科学或者人文科学，均不能够真正揭示中医药的学术本质。面对西方医学和现代科学的强大冲击，出现了两种不可忽视的倾向:一是否定中医的科学性。这种观点根据中医药学术体系中包含着人文文化内容和方法，认为中医药学只能定位于自然哲学、人文文化，甚至伪科学，从而提出了“废止中医”等口号和主张。以现代科学为最高的和唯一的价值标准的唯科学主义误读和简化了传统中医理论和实践这个复杂的丰富内涵，中医药学术中源远流长的人文文化被当作反科学的封建糟粕而被冷落和批判。另外一种倾向是在中医现代化研究过程中，把本属人文文化的内容当作科学文化的内容去研究，带来了中医科研工作的盲目和混乱。阴阳、命门、气、三焦等理论概念在中医理论中本属于人文文化的内容，用现代科学的理论和方法去研究这些概念的“实质”，用一些微观的物质指标来诠释和说明，或者用西医的理论和方法，中西医的理论概念之间寻找一一对应的关系。用西医的标准来衡量和要求中医，从而丧失了中医药的学术主体性。（2）以西医药研究方法研究中药导致中药异化。近百年来中药现代研究的思路和方法可总结为5种:一是分离、提取有效成分，发展为化学药物；二是把中药当作植物药，套用西药的研究思路与方法；三是利用西医“病”的研究模型筛选研制有效中药及中药复方；四是套用现最新科技方法（包括基因研究方法），按西医药对“病”的认识筛选中药及其提取物；五是利用西医药对疾病的认识，联系、分析中医药在治疗上应用的对该病有效的方、药，寻找有效的治疗药物。这种西药式中药研究方法，背离了中药的根本，导致中药的异化。随着健康观念转变，疾病谱变化和老龄化社会到来，中医药整体观、系统论、辨证论治和预防保健“治未病”的优势越来越显现出来，其科学性和先进性越来越被学术界、产业界以及国际社会所认同和重视，人民群众健康事业中的地位和作用越来越突出。为此，展望中医药学术的前景，必须从中医药学的本质特征入手。《黄帝内经》曰:“逆其根，则伐其本，坏其真矣”。要在中医药基础理论体系指导下，遵循中医药发展的基本规律，在继承和发扬中医药优势和特色的基础上，充分利用现代科学技术的方法和手段，通过重大关键技术的突破，全面提高中医临床诊疗技术的科学技术水平，通过对现代新思想、新技术、新成果的借鉴和吸收，促进中医临床诊疗技术的创新发展。现代密码学实验报告院系：理学院班级：信安二班姓名：学号：前言密码学（Cryptology）是研究秘密通信的原理和破译秘密信息的方法的一门学科。密码学的基本技术就是对数据进行一组可逆的数学变换，使未授权者不能理解它的真实含义。密码学包括密码编码学（Cryptography）和密码分析学（Cryptanalyst）两个既对立又统一的主要分支学科。研究密码变化的规律并用之于编制密码以保护信息安全的科学，称为密码编码学。研究密码变化的规律并用之于密码以获取信息情报的科学，称为密码分析学，也叫密码破译学。密码学在信息安全中占有非常重要的地位，能够为信息安全提供关键理论与技术。密码学是一门古老而深奥的学问，按其发展进程，经历了古典密码和现代密码学两个阶段。现代密码学（ModernCryptology）通常被归类为理论数学的一个分支学科，主要以可靠的数学方法和理论为基础，为保证信息的机密性、完整性、可认证性、可控性、不可抵赖性等提供关键理论与技术。古典密码算法实验在密码编码体制中有两种基本也是古老的编码体制一直沿用至今，它们是代替密码和置换密码，其历史悠久并且是现代密码体制的基本组成部分，在密码学中占有重要地位。古典密码是密码学发展的一个阶段，也是近代密码学产生的渊源，一般把Shannon在1949年发表“保密系统的通信理论”之前的时期称为古典密码时期。尽管古典密码大多比较简单，一般可用手工或机械方式实现，且都可用统计分析方法破译，目前已很少采用。但是，古典密码所采用的代替技术和置换技术仍然是现代分组密码算法设计的基础，了解它们的设计原理，有助于理解、设计和分析现代密码。一、实验目的通过编程实现经典的代替密码算法和置换密码，包括移位密码、维吉尼亚密码、周期置换密码、列置换密码，加深对代替技术的了解，为现代分组密码实验奠定基础。二、实验原理代替（Substitution）是古典密码中基本的处理技巧，就是将明文字母由其他字母表中的字母替换的一种方法。代替密码（SubstitutionCipher）就是使用代替法进行加解密的密码算法。代替密码的密钥是一个替换表，它表示了明文字母与密文字母的对应关系。加密时，通过查表，明文字母被逐个替换后，生成看似无任何意义的字母串，即密文。解密时，逆向使用替换表，将密文字母逐个替换为明文字母。按照一个明文字母是否总是被一个固定的字母代替进行划分，代替密码可分为两类：单表代替密码（MonoalphabeticSubstitutionCipher）：明文中出现的同一个字母，不管它出现在什么位置，在加密时都用相同的字母来代替。移位密码就是单表代替密码。多表代替密码（PolyalphabeticSubstitutionCipher）：明文中出现的同一个字母，在加密时不是完全被相同的字母代替，而会根据其出现的位置次序用不同的字母代替。维吉利亚密码就是多表代替密码。1．移位密码移位密码（ShiftCipher）是一种典型的单表替代密码，也称为加法密码。移位密码的加密方法就是将明文中的每个字母用其在字母表后面的第k个字母替代，它的加密过程可以表示为：c=(m+k)modn其中，m为明文字母在字母表中的位置数；n为字母表中的字母总数；k为密钥；c为密文字母在字母表中对应的位置数。相应的，移位密码的解密过程可以表示为：m=(c-k)modn实验代码：#include<iostream>#include<math.h>usingnamespacestd;//定义一些全局变量charstr[100];//用于存储处理前字符串charenstr[100];//用于存储处理后字符串intnum=0;//用于累计字符数量char*p;//用于指向处理字符串intkey;//加密voidencrypt(){ while(*p!='\0') { *p=(*p-97+key)%26+97; p++; }cout<<”CRYPT_OK”<<endl; cout<<"加密后字符："<<str<<endl<<endl;}//解密voiddecrypt(){ while(*p!='\0') { *p=(*p-71-key)%26+97; p++; }Cout<<”CRYPT_OK”<<endl; cout<<"解密后字符："<<str<<endl<<endl;}voidmain(){ intord; while(1) { cout<<"1.加密\n2.解密\n3.退出"<<endl; p=str; cout<<"请选择功能："; cin>>ord; if(ord==1) { cout<<"请输入待处理字符串:"<<endl; cin>>str; p=str; cout<<"请输入密钥:"; cin>>key; encrypt(); } if(ord==2) { cout<<"请输入待处理字符串:"<<endl; cin>>str; p=str; cout<<"请输入密钥:"; cin>>key; decrypt(); } if(ord==3)break; }} 实验结果：2．维吉尼亚密码维吉尼亚密码（VigenereCipher）是一种多表代替密码，其本质是周期移位密码。维吉尼亚密码的（用户）密钥为一含有d个字母的有限字母序列k=k0k1…kd-1加密时，首先将用户密钥进行周期扩展（周期为d），扩展后的无限字母序列称为工作密钥，记为K=K0K1…Ki…其中Ki=Kimodd，i=0,1,…当d=1时，维吉尼亚密码就是移位密码。对于含有l个字母的明文，维吉尼亚加密过程可以表示为：ci=(mi＋Ki)modn其中，M=m0m1…mi…ml-1为明文，C=c0c1…ci…cl-1为密文，K=K0K1…Ki…Kl-1为工作钥，n为明文字母表的长度，l为明文长度（含有字母的数目）。例如，使用用户钥cat，对明文“vigenerecipher”进行维吉尼亚加密。此时，n=26（对应英文字母表），用户钥c=3、a=0、t=19，得到的密文为“xizgnxtevkpagr”。实验代码：#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){ while(1) { charchoice; cout<<endl<<"-------------维吉尼亚加密解密------------------"<<endl; cout<<"输入1进行加密，输入2进行解密，输入3退出"<<endl; cin>>choice; if(choice=='1') { chararra[100]="",arrb[100]="",arrc[100]=""; inti=0; chara,b,c; cout<<"请输入明文："; cin>>arrb; cout<<"请输入密钥："; cin>>arra; intan=strlen(arra); intbn=strlen(arrb); if(an<bn) { for(i=an;i<bn;i++) arra[i]=arra[i%an]; } for(i=0;i<bn;i++) { a=arra[i]; b=arrb[i]; c=a+b-97; if(c>90) { c=char(64+c%90); arrc[i]=c; } else arrc[i]=char(c); } cout<<"加密后密文为："; for(i=0;i<strlen(arrc);i++) cout<<arrc[i]; } elseif(choice=='2') { chararra[100]="",arrb[100]="",arrc[100]=""; inti=0; chara,b,c; cout<<"请输入密文："; cin>>arrc; cout<<"请输入密钥："; cin>>arra; //cout<<sizeof(arra)<<endl; //cout<<strlen(arra); intan=strlen(arra); intcn=strlen(arrc); if(an<cn) { for(i=an;i<cn;i++) arra[i]=arra[i%an]; } for(i=0;i<cn;i++) { c=arrc[i]; a=arra[i]; b=c-a+97; if(b<97) { b=b+26; arrb[i]=char(b); } else arrb[i]=char(b); } cout<<"解密后明文为："; for(i=0;i<strlen(arrb);i++) cout<<arrb[i]; } elseif(choice=='3') return0; else cout<<endl<<"error，输入不符！！！"<<endl; }}实验结果：3．列置换密码列置换密码也称为矩阵置换密码。其加解密方法如下：把明文字符以固定的宽度m(分组长度)水平地(按行)写在一张纸上，按1,2,…,m的一个置换π交换列的位置次序，再按垂直方向(即按列)读出即得密文。解密就是将密文按相同的宽度m垂直在写在纸上，按置换π的逆置换π−1交换列的位置次序，然后水平地读出得到明文。置换π就是密钥。实验代码：主函数main();#include<stdio.h>#include<string.h>#include<stdlib.h>#include<ctype.h>intmain(intargc){ char*str1,*key,*str3,c; str1=(char*)malloc(500);key=(char*)malloc(500); str3=(char*)malloc(500); printf("ColumnpermutationcipherEncryption&Decryption\n----------------------------\nPleaseselectwhichtype\nE:Encription\nD:Decription\nQ:Quit\n----------------------------\n");c=getchar();while(c!='q'&&c!='Q'){ if(c=='E'||c=='e') { getchar();printf("Pleaseinputtheplaintext:\n");gets(str1);printf("PleaseinputtheEncrptionKey:\n");gets(key); printf("Thecipheris:\n");Encryption(str1,key); printf("ColumnpermutationcipherEncryption&Decryption\n----------------------------\nPleaseselectwhichtype\nE:Encription\nD:Decription\nQ:Quit\n----------------------------\n"); c=getchar(); } else { getchar(); printf("PleaseinputtheDecryptionKey:\n"); gets(key); printf("Pleaseinputtheciphertext:\n");gets(str3);printf("Theplaintextis:\n");Decryption(key,str3); printf("ColumnpermutationcipherEncryption&Decryption\n----------------------------\nPleaseselectwhichtype\nE:Encription\nD:Decription\nQ:Quit\n