实验1-古典密码算法(共9页).doc
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精选优质文档-----倾情为你奉上实验1－古典密码算法一、 实验目的通过编程实现替代密码算法和置换密码算法，加深对古典密码体系的了解，为以后深入学习密码学奠定基础 二、 实验原理古典密码算法曾被广泛应用，大都比较简单它的主要应用对象是文字信息，利用密码算法实现文字信息的加密和解密其中替代密码和置换密码是具有代表性的两种古典密码算法1、 替代密码 替代密码算法的原理是使用替代法进行加密，就是将明文中的字符用其他字符替代后形成密文例如，明文字母a、b、c、d，用D、E、F、G做对应替换后形成密文最早的替代密码是由Julius Caesar 发明的Caesar （恺撒）密码，又叫循环移位密码它的加密过程可以表示为下面的函数： E(m) = (m+k ) mod n其中，m为明文字母在字母表中的位置数；n为字母表中的字母个数；k为密钥；E(m)为密文字母在字母表中对应的位置数 例如，对于明文字母H，其在字母表中的位置数为8，设k=4，则按照上式计算出来的密文为L，计算过程如下： E(8) = (m+k ) mod n = (8+4 ) mod 26 = 12 = L解密算法是：m = D(L) =（L-k）mod 262、 置换密码置换密码算法的原理是不改变明文字符，只将字符在明文中的排列顺序改变，从而实现明文信息的加密。
置换密码又称为换位密码矩阵换位法是实现置换密码的一种常用方法它将明文中的字母按照给定的顺序安排在一个矩阵中，然后又根据密钥提供的顺序重新组合矩阵中的字母，从而形成密文例如，明文为 attack begins at five ，密钥为 cipher ，将明文按照每行6个字母的形式排在矩阵中，形成如下形式： a t t a c k b e g i n s a t f i v e根据密钥 cipher 中各字母在字母表中出现的先后顺序，得到给定的一个置换： f = 1 4 5 3 2 6因此有： 密钥： 1 4 5 3 2 6 明文： a t t a c k b e g i n s a t f i v e根据上面的置换，将原有矩阵中的字母按照第1列、第4列、第5列、第3列、第2列、第6列的顺序排列、则有下面的形式：a a c t t k b i n g e s a i v f t e从而得到密文：abatgftetcnvaiikse其解密过程是根据密钥的字母数作为列数，将密文按照列、行的顺序写出，再根据由密钥给出的矩阵置换产生新的矩阵，从而恢复明文。
三、 实验环境PC机，C或C++编译环境四、 实验内容和步骤1、 替代算法：（1） 根据实验远离部分对替代密码算法的介绍，创建明文信息，并选择一个密钥k，编写替代密码算法的实现程序，实现加密和解密操作 替代密码包括多种类型，如单表替代密码、多明码替代密码、多字母替代密码、多表替代密码等2） 结果截图：（3） 流程图：开始创建明文信息输入密钥加密操作解密操作结束2、 置换算法（1） 置换密码算法的原理是不改变明文字符，只将字符在明文中的排列顺序改变，从而实现明文信息的加密置换密码有时又称为换位密码 矩阵换位法是实现置换密码的一种常用方法它将明文中的字母按照给的顺序安排在一个矩阵中，然后用根据密钥提供的顺序重新组合矩阵中字母，从而形成密文2） 实验截图：（3）开始创建明文信息输入密钥加密操作解密操作结束1、 回答问题：试分析两种密码算法的安全性，以及如何改进替代密码中使用特定的公式将结果加密并得到结果，以此并加以加密和解密，算法比较简单置换密码中使用二维数组对信息进行加密和解密，这中工作使信息安全性更好一些2、 本次实验的体会总结了解古典密码算法并不代表能写出来程序，除了写程序要注意的各个细节，还要将脑海里的想法转化为流程图并用c语言实现。
感觉做出的程序并不是很好，替代算法简单一点，置换算法花费了大量的时间，还只是勉强成功意识到自己太弱，还需要付出更多的努力替代密码：#include
