深圳专业商城网站制作公司,重庆网页搜索排名提升,石家庄网页设计师培训班,大学做网站是什么专业实验五、古典密码#xff08;中#xff09;
实验目的和原理简介参见博客#xff1a;古典密码#xff08;上#xff09;
一、实验内容
1、弗纳姆密码#xff08;Vernam Cipher#xff09;
#xff08;1#xff09;、算法原理
加密原理#xff1a; 加密过程可以用…实验五、古典密码中
实验目的和原理简介参见博客古典密码上
一、实验内容
1、弗纳姆密码Vernam Cipher
1、算法原理
加密原理 加密过程可以用方程 ci pi () ki 表示其中 pi 是明文第 i 个二进制位ki 是密钥第 i 个二进制位ci 是密文第 i 个二进制位() 是异或运算符。密文是通过对明文和密钥的逐位异或而成的。
解密原理 根据异或运算的性质解密过程可以用方程 pi ci () ki 表示其中 pi 是明文第 i 个二进制位ki 是密钥第 i 个二进制位ci 是密文第i个二进制位() 是异或运算符。
2、算法的代码实现C语言
使用文件进行读/写而非从终端中直接输入明/密文。此程序存在bug正在修复中
#include stdio.h
#include string.hchar plaintext[10010] { 0 }; // 明文
char ciphertext[10010] { 0 }; // 密文char key[10010] { 0 }; // 密钥void encrypt(char plaintext[], char key[]); // 加密函数
void decrypt(char ciphertext[], char key[]); // 解密函数int main()
{char a;int i 0;printf(该程序实现弗纳姆密码。请输入密钥\n);gets(key);int input;printf(请输入选项1为加密2为解密\n);scanf(%d, input);if(input 1){// 加密printf(******加密中******\n\n);encrypt(plaintext, key);printf(******加密完成******\n);}else if(input 2){// 解密printf(******解密中******\n\n);decrypt(ciphertext, key);printf(******解密完成******\n);}elseprintf(错误的选项只能为1或2。程序退出。);return 0;
}void encrypt(char plaintext[], char key[])
{FILE *in, *out;in fopen(input1.txt, r);out fopen(output1.txt, w);char a;int i;int j;while((a fgetc(in)) ! EOF){plaintext[i ] a;}for(j 0;j i;j ){ciphertext[j] plaintext[j] ^ key[j % strlen(key)];}fputs(ciphertext, out);fclose(in);fclose(out);return;
}void decrypt(char ciphertext[], char key[])
{FILE *in, *out;in fopen(input2.txt, r);out fopen(output2.txt, w);char a;int i;int j;while((a fgetc(in)) ! EOF){ciphertext[i ] a;}for(j 0;j i;j ){plaintext[j] ciphertext[j] ^ key[j % strlen(key)];}fputs(plaintext, out);fclose(in);fclose(out);return;
}3、算法测试
加密过程演示
明文位于input1.txt中
Here lies a toppled god - His fall was not a small one. We did but build his pedestal, A narrow and a tall one. - Tleilaxu Epigram
语出弗兰克·赫伯特 Frank Herbert 的《沙丘救世主 Dune: Messiah》简单翻译过来是这里躺着一个被推翻的神明——他轰然倒下。我们未曾有他助——只是将他供奉起来让他如履薄冰。
密钥crucible 考验
插一句借鉴特别是二战历史和经典谍战电影双方在加密通信时使用某本书中约定好的某个单词这里crucible是《沙丘救世主》原书第125页的第1个单词。
密文位于output1.txt中为非打印可见字符。
运行截图 解密过程演示恢复明文
密文位于input2.txt中内容为加密后的输出
密钥crucible和加密过程所用密钥相同
明文位于output2.txt中
Here lies a toppled god - His fall was not a small one. We did but build his pedestal, A narrow and a tall one. - Tleilaxu Epigram
运行截图 2、栅栏密码Fence Cipher
1、算法原理
加密原理 栅栏密码按照列的顺序将明文去掉空格写入m行n列的数组按照行的顺序将字符重新组合得到密文这种方式称为m栏栅栏密码。
解密原理 首先将密文分成n组n为数组的行数然后按照列的顺序将密文进行重新组合最后将组合后的字符拼接起来得到密文。
直观举例
明文 One Ring to rule them all, One Ring to find them, One Ring to bring them all and in the darkness bind them…
语出J.R.R. 托尔金《魔戒 The Lord of the Rings》卷首拙劣翻译为一戒统御众人一戒寻其踪迹一戒召其而来将其束于黑暗。
首先去掉标点变成 OneRingtorulethemallOneRingtofindthemOneRingtobringthemallandinthedarknessbindthem一个长“单词”共82个字母 写成一个10行9列多余2个字母的矩阵竖读为明文横读为密文 2、算法的代码实现C语言
#include stdio.h
#include string.hchar plaintext[10010] { 0 };
char ciphertext[10010] { 0 };
char table[10010][10010] { * };void encrypt(char plaintext[], int n);
void decrypt(char ciphertext[], int n);int n; //行数
int i, j, k;
int a, b; //len a * n b
int len; //明文、密文的长度 int main()
{ int input;printf(该程序实现栅栏密码。请输入选项1为加密2为解密\n);scanf(%d, input);if(input 1){// 加密printf(请输入要加密的明文\n);scanf(%s, plaintext);printf(请输入行数\n);scanf(%d, n);printf(加密结果\n);encrypt(plaintext, n);}else if(input 2){// 解密printf(请输入要解密的密文\n);scanf(%s, ciphertext);printf(请输入行数\n);scanf(%d, n);printf(解密结果\n);decrypt(ciphertext, n);}elseprintf(错误的选项只能为1或2。程序退出。);return 0;
}void encrypt(char plaintext[], int n)
{for(j 0;j n;j ){for(i 0;i strlen(plaintext);i ){if(i % n j){putchar(plaintext[i]);}}}return;
}void decrypt(char ciphertext[], int n)
{k 0;len strlen(ciphertext);a len / n;b len - a * n;//printf(%d %d, a, b);for(i 0;i b;i ){for(j 0;j a 1;j ){table[i][j] ciphertext[k ];}}for(i b;i n;i ){for(j 0;j a;j ){table[i][j] ciphertext[k ];}}for(j 0;j a;j ){for(i 0;i n;i ){putchar(table[i][j]);}}for(i 0;i b;i ){putchar(table[i][a]);}return;
}3、算法测试
使用上述例子中的明文进行测试n行数为10.
加密过程 解密过程 成功恢复出明文。
二、参考文献
1、《密码编码学与网络安全——原理与实践第七版》Cryptography and Network Security, Principles and Practice, Seventh Edition【美】威廉 斯托林斯 William Stallings 著王后珍等 译北京电子工业出版社2017年12月。
2、《密码学实验教程》郭华 刘建伟等 主编北京电子工业出版社2021年1月。
