实验一、密码学基本算法的实现(一)

1上机实验报告（一）实验课程：应用密码学实验时间:2013年9月26日任课教师:刘光军班级：11级信息与计算科学专业1班姓名：刘静学号：0202110123一、实验名称:密码学基本算法的实现（一）二、实验目的学习常见的古典密码学算法，通过编程实现替代密码算法和置换密码算法，加深对古典密码体制的了解，为深入学习密码学奠定基础。三、实验要求1、在D盘建立一个自己的文件夹；2、开启软件平台—VisualC++6.0，在此环境下进行编程实验；3、将题目、你输入的命令、程序及运行结果保存在word文件中，作为作业提交；4、若出现错误，修改、运行直到输出正确结果。四、报告正文（文档，数据，模型，程序，图形）1、编写程序实现仿射加密和Playfair密码。通过讨论分析单表代替密码和多表代替密码算法的功能需求，详细设计实现代替密码算法的数据结构和流程，给出测试用例和测试步骤，得出测试和结论。算法的实现程序必须提供加密和解密两个接口：intencrypt()和intdecrypt()。当加密或者解密成功时返回CRYPT_OK，失败时返回CRYPT_ERROR。/**********加密的实现**********/#includestdlib.h#includestdio.h#includestring.hcharbook[5][5]={''};//密码本.设为全局变量./*******************************查找在密码本中的位置。*******************************/intfindlocation(charm,int*t){inti,j;inttemp;//表示行数.2for(i=0;i5;i++)for(j=0;j5;j++)if(m==book[i][j]){*t=j;temp=i;i=5;//不必再循环。j=5;}returntemp;//返回行数。}/**************************密码输出函数**************************/voidout_put(ints0,intt0,ints1,intt1){charc[2]={''};if(s0==s1)//同一行。{c[0]=book[s0][(t0+1)%5];c[1]=book[s0][(t1+1)%5];}elseif(t0==t1)//同一列.{c[0]=book[(s0+1)%5][t0];c[1]=book[(s1+1)%5][t0];}else//不同行不同列.{c[0]=book[s0][t1];c[1]=book[s1][t0];}printf(%c,c[0]);//输出已加密的两个字符.printf(%c,c[1]);}/*********************************对明文加密.*********************************/voidEncrypt(){charm[2]={''};//明文数组.3chartemp,ch;charflag1,flag2;//用来标志上一轮中处理的第二个字母,提高解密精度.ints0,t0,s1,t1,i;//两个字符的位置参数.temp='';//初始化为空字符.i=0;//控制变量.flag1=m[1];//初始化.while((ch=getchar())!='\n'){if(ch=='')//如果输入的是空格跳过去.continue;if(ch=='j')//如果输入的是j则当作i处理.ch='i';m[i++]=ch;//赋入数组.if(temp!='')//如果上一步操作中有两个相同的字母.{m[1]=m[0];m[0]=temp;temp='';i=2;//标志变量,不必再输入下一个.}if(i!=2)//数组赋满,则跳过.continue;i=0;if(m[0]==m[1])//如果两个字母相同,则处理成不相同的.{temp=m[1];flag2='x';while(m[1]==m[0]||m[1]==flag1)m[1]=flag2++;}flag1=m[1];s0=findlocation(m[0],&t0);//列值传递的是地址.s1=findlocation(m[1],&t1);m[0]='';out_put(s0,t0,s1,t1);//在密码本中打印密码.}4/*不会出现的情况是:temp!=''&&m[0]!='\n'*/if(temp!=''||m[0]!='')//此处是为了防止出现什么也没有输入的情况。{if(m[0]==''&&temp!='')//最后刚好剩余一位.{m[0]=temp;m[1]=flag2='x';while(m[1]==m[0]||m[1]==flag1)m[1]=flag2++;}if(temp==''&&m[0]!='')//最后剩余一位并且上一轮中有相同的字母.{//m[0]=temp;m[1]=flag2='x';while(m[1]==m[0]||m[1]==flag1)m[1]=flag2++;}s0=findlocation(m[0],&t0);s1=findlocation(m[1],&t1);out_put(s0,t0,s1,t1);}}/**************************构造密码本**************************/voidcreatebook(){charkey;//key密钥inttemp[25]={''};//临时数组,记录密钥中出现字母的位置.intt,flag=0;//辅助变量.flag用于定位新出现字母的位置./**************************************构造密码本.**************************************/for(t=0;t25;t++)//对整型数组赋值.temp[t]=26;while((key=getchar())!='\n')//此处要极其注意,用换行符表示其结束.{if(key'j')5t=key-'a';//t表示字母相对于数组的位置.if(key'j')t=key-'a'-1;if(temp[t]==26)//若未出现过,则记录其位置.temp[t]=flag++;}for(t=0;t25;t++)//完善字母的顺序，并映射到密码本。{if(temp[t]==26)//将未出现过的字母按字母表顺序在数组中编号.temp[t]=flag++;if(t+'a''j')//按照次序将临时数组中的字母映射到密码本中.book[temp[t]/5][temp[t]%5]=t+'a';//处理小于i的情况。elsebook[temp[t]/5][temp[t]%5]=t+'a'+1;//处理大于j的情况。}for(t=0;t25;t++)//打印。printf(%d,temp[t]);printf(\n);for(t=0;t25;t++)//打印。{printf(%c,book[t/5][t%5]);if(!((t+1)%5))printf(\n);}}/********************************主函数********************************/intmain(){createbook();//构造密码本。Encrypt();//进行加密。printf(\n);return0;}/**********************6*解密*密码本构造函数相同.*部分不同.***********************/#includestdlib.h#includestdio.h#includestring.hcharbook[5][5]={''};//密码本.设为全局变量./*******************************查找在密码本中的位置。*******************************/intfindlocation(charm,int*t){inti,j;inttemp;//表示行数.for(i=0;i5;i++)for(j=0;j5;j++)if(m==book[i][j]){*t=j;temp=i;i=5;//不必再循环。j=5;}returntemp;//返回行数。}/**************************密码输出函数**************************/voidout_put(charstr[1001]){charc[2]={''};charcip[1001];ints0,t0,s1,t1;inti,j;i=j=0;while(str[i]!='\0'){s0=findlocation(str[i++],&t0);s1=findlocation(str[i++],&t1);7if(s0==s1)//同一行。{c[0]=book[s0][(t0+4)%5];c[1]=book[s0][(t1+4)%5];}elseif(t0==t1)//同一列.{c[0]=book[(s0+4)%5][t0];c[1]=book[(s1+4)%5][t0];}else//不同行不同列.{c[0]=book[s0][t1];c[1]=book[s1][t0];}cip[j++]=c[0];cip[j++]=c[1];}j=strlen(str);i=0;while(i+2j){printf(%c,cip[i]);if(cip[i]!=cip[i+2])i++;elsei+=2;}if(i!=j-1)printf(%c,cip[i++]);printf(%c\n,cip[i]);}/*********************************对密文解密.*********************************/voidDecry(){charstr[1001];gets(str);if(strlen(str)%2==1)8{printf(密文的个数不能是奇数!);return0;}elseout_put(str);}/**************************构造密码本**************************/voidcreatebook(){charkey;//key密钥inttemp[25]={''};//临时数组,记录密钥中出现字母的位置.intt,flag=0;//辅助变量.flag用于定位新出现字母的位置./**************************************构造密码本.**************************************/for(t=0;t25;t++)//对整型数组赋值.temp[t]=26;while((key=getchar())!='\n')//此处要极其注意,用换行符表示其结束.{if(key'j')t=key-'a';//t表示字母相对于数组的位置.if(key'j')t=key-'a'-1;if(temp[t]==26)//若未出现过,则记录其位置.temp[t]=flag++;}for(t=0;t25;t++)//完善字母的顺序，并映射到密码本。{if(temp[t]==26)//将未出现过的字母按字母表顺序在数组中编号.temp[t]=flag++;if(t+'a''j')//按照次序将临时数组中的字母映射到密码本中.book[temp[t]/5][temp[t]%5]=t+'a';//处理小于i的情况。elsebook[temp[t]/5][temp[t]%5]=t+'a'+1;//处理大于j的情况。}9for(t=0;t25;t++)//打印。printf(%d,temp[t]);printf(\n);for(t=0;t25;t++)