caesar密码实验

第1篇一、实验背景凯撒密码是一种古老的加密技术，由罗马皇帝凯撒发明。

它是一种替换加密，通过将明文字母表中的字母按照一个固定的偏移量进行替换，生成密文。

凯撒密码是最简单、最广为人知的加密技术之一，其加密和解密过程都非常简单。

二、实验目的1. 理解凯撒密码的加密和解密原理；2. 掌握凯撒密码的编程实现；3. 分析凯撒密码的安全性，了解其局限性；4. 比较凯撒密码与其他加密算法的差异。

三、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：Python3.83. 开发工具：PyCharm四、实验内容1. 凯撒密码加密和解密算法实现2. 凯撒密码安全性分析3. 凯撒密码与其他加密算法的比较五、实验步骤1. 凯撒密码加密和解密算法实现（1）定义凯撒密码加密和解密函数```pythondef caesar_encrypt(text, shift):encrypted_text = ""for char in text:if char.isalpha():shifted = ord(char) + shiftif char.isupper():if shifted > ord('Z'):shifted -= 26elif char.islower():if shifted > ord('z'):shifted -= 26encrypted_text += chr(shifted) else:encrypted_text += charreturn encrypted_textdef caesar_decrypt(text, shift):decrypted_text = ""for char in text:if char.isalpha():shifted = ord(char) - shiftif char.isupper():if shifted < ord('A'):shifted += 26elif char.islower():if shifted < ord('a'):shifted += 26decrypted_text += chr(shifted)else:decrypted_text += charreturn decrypted_text```（2）测试凯撒密码加密和解密函数```pythonif __name__ == "__main__":text = "Hello, World!"shift = 3encrypted_text = caesar_encrypt(text, shift)decrypted_text = caesar_decrypt(encrypted_text, shift)print("Original text:", text)print("Encrypted text:", encrypted_text)print("Decrypted text:", decrypted_text)```2. 凯撒密码安全性分析凯撒密码的安全性非常低，因为其密钥空间只有26个可能的值（即字母表中的字母数量）。

第1篇一、实验目的通过本次实验，掌握凯撒加密法的原理和步骤，了解其在密码学中的应用，并能够使用Python语言实现凯撒加密和解密功能。

二、实验原理凯撒加密法是一种最简单且最广为人知的替换加密技术。

其基本原理是将明文中的每个字母按照字母表的顺序向后（或向前）移动一个固定数目的位置，从而生成密文。

例如，当偏移量为3时，明文中的A将变成D，B变成E，以此类推。

凯撒加密法的密钥是偏移量，它决定了加密过程中字母的移动方向和距离。

密钥的取值范围是1到25，表示将字母表向后移动1到25个位置。

三、实验内容1. 凯撒加密使用Python语言实现凯撒加密功能，具体步骤如下：- 定义一个函数，接收明文和密钥作为参数。

- 将明文中的每个字母按照字母表的顺序向后移动密钥指定的位置。

- 对于超出字母表范围的字母，将其转换回字母表的首部。

- 返回加密后的密文。

2. 凯撒解密使用Python语言实现凯撒解密功能，具体步骤如下：- 定义一个函数，接收密文和密钥作为参数。

- 将密文中的每个字母按照字母表的顺序向前移动密钥指定的位置。

- 对于超出字母表范围的字母，将其转换回字母表的首部。

- 返回解密后的明文。

3. 实验演示使用实验代码演示凯撒加密和解密过程，包括以下示例：- 示例1：明文为“The quick brown fox jumps over the lazy dog”，密钥为3，加密后的密文为“Wkh txlfn eurzq ira mxpsv ryhu wkh odcb grj”。

- 示例2：密文为“Wkh txlfn eurzq ira mxpsv ryhu wkh odcb grj”，密钥为3，解密后的明文为“The quick brown fox jumps over the lazy dog”。

四、实验结果与分析1. 加密效果通过实验验证，凯撒加密法能够有效地将明文转换为密文，且解密过程也能够将密文恢复为明文。

实验1-1经典密码——凯撒密码上机实验报告⼀、实验⽬的：本次上机实践所涉及并要求掌握的知识点。

1、理解凯撒密码的加密、解密过程⼆、实验环境PC机⼀台三、实验内容实验⼀移动3位的凯撒密码：1.（1）⽤移动3位的凯撒密码加密“keep this secret”（2）⽤移动3位的凯撒密码加密你的某位⽼师的名字2.破译下列谜语的答案。

这些答案是⽤移动3位的凯撒密码来加密的。

（1）谜语：What do you call a sleeping bull？（你怎么称呼⼀只睡着的公⽜？）答案： D EXOOGRCHU（2）谜语：What is the different between a teacher and a train?（⽼师与⽕车的区别是什么？）答案：WKH WHDFKHU VDBV “QR JXP DOORZHG”WKH WUDLQ VDBV “FKHZ FKHZ”实验⼆移动4位的凯撒密码：1.请解密下⾯伊薇写给艾⽐的便条，她使⽤的是移动4位的凯撒密码WSVVC PIX’W YWI GMTLIVW JVSQ RSA SR2.谜语：What do you call a dog at the beach ?（你怎么称呼⼀只在海滩上的狗？）答案（移动4位密码）：E LSX HSK实验三凯撒密码破解：1.凯撒密码破解密⽂：NGBKGMUUJZOSK实验四⽤数传递信息的⽅法破译以下的谜语：1.谜语：Where does Thursday come before Wednesday? (哪裡的星期四是⽐星期三还早的？)答案： 8,13,19,7,4,3,8,2,19,8,14,13,0,17,242.谜语：What always ends everything?（什么总是能终结所有事情？）答案：19，7，4 11，4，19，19，4，17 ,6四、实验总结通过上机实践，对所学内容的某个知识点有了更深⼊的理解，写出⼀些体会、学习⼼得，甚⾄是改进意见。

安全SnoWolF/百度B英俊制作课程名称现代密码学实验实验项目名称古典密码算法练习一 Caesar密码加密时每一个字母向前推移k位，例如当k=5时，置换表如表2所示。

表2 Caesar置换表于是对于明文：datasecurityhasevolvedrapidly经过加密后就可以得到密文：IFYFXJHZWNYDMFXJATQAJIWFUNIQD若令26个字母分别对应整数0～25，如表3所示。

表3 Caesar置换表则Caesar加密变换实际上是：c=(m+k)mod26其中m是明文对应的数据，c是与明文对应的密文数据，k是加密用的参数，也称为密钥。

很容易得到相应的Caesar解密变换是：m=D(c)=(c–k)mod26例如明文：datasecurity对应的数据序列：301901842201781924当k=5时经过加密变换得到密文序列：852452397252213243对应的密文为：IFYFXJHZWNYD【实验步骤】本练习主机A、B为一组，C、D为一组，E、F为一组。

首先使用“快照X”恢复Windows系统环境。

一．手动完成Caesar密码(1) 在实验原理部分我们已经了解了Caesar密码的基本原理，那么请同学们写出当密钥k=3时，对应明文：data security has evolved rapidly的密文： GDWD VHFXULWB KDV HYROYHG UDSLGOB 。

(2) 进入实验平台，单击工具栏中的“密码工具”按钮，启动密码工具，在向导区点击“Caesar密码”。

在明文输入区输入明文：data security has evolved rapidly。

将密钥k调节到3，查看相应的密文，并与你手动加密的密文进行比较。

请根据密钥验证密文与明文对应关系是否正确。

二．Caesar加密(1) 进入“加密解密”｜“Caesar密码”视图，在明文输入区输入明文（明文应为英文），单击“加密”按钮进行加密。

密码学实验报告摘要：本实验旨在通过实践掌握基本密码学算法的原理和应用。

在本次实验中我们完成了Caesar密码、仿射密码、VIC密码和Hill密码的加密和解密过程，并进行了相应的分析和评价。

实验结果表明，不同的密码算法有各自的优缺点，应根据具体需求进行选择。

一、实验目的1.了解基本密码学算法的原理和应用。

2.通过实践掌握Caesar密码、仿射密码、VIC密码和Hill密码的加密和解密过程。

3.分析和评价各个密码算法的优缺点。

二、实验原理Caesar密码：是一种非常简单的单字母替换密码。

按照字母表上旋转的位置，每个字母都用它在字母表中的下一个字母替代。

仿射密码：通过将明文中的每个字母转换为另一个字母，实现加密。

明文中的每个字母通过使用一组固定的数学函数进行加密。

随机选择这些函数，并按正确的顺序应用它们。

VIC密码：将某些字母替换为其他字母组合的运算称为置换。

VIC密码使用10个钥匙，其中每个钥匙是一个置换。

通过使用不同的键，VIC密码可以很容易地产生四十亿多个不同的密码。

Hill密码：是一种基于线性代数理论的密码算法。

对于一个给定的矩阵α，Hill密码通过将明文划分为每个字母，然后将其与矩阵α乘法来加密，最后将结果映射回字母表中的字母。

三、实验过程1.实现Caesar密码的加密和解密。

2.实现仿射密码的加密和解密。

3.实现VIC密码的加密和解密。

4.实现Hill密码的加密和解密。

5.对各个密码算法进行分析和评价。

四、实验结果1.在Caesar密码中，明文是将每个字母按照一定的步长向右或向左移动来进行加密。

由于其简单性，Caesar密码的加密和解密都很容易，但安全性较低。

2.仿射密码是Caesar密码的扩展版本。

通过随机选择两个数字，仿射密码在加密的过程中使用模运算和线性函数组合对明文进行加密。

由于消息加密和解密都使用数学功能进行计算，因此密钥空间大于Caesar，也比较安全。

3.VIC密码使用多个置换键（通常为10），交替使用它们来完成加密和解密过程。

实训一：编程实现Caesar密码Caesar密码算法如下：加密算法：c = E(m,k) = (m + k) mod q解密算法：m = D(c,k) = (c - k) mod q特定地(恺撒密码）：m = c = Zq , q = 26;例：(k=3)明文：meet me after the party密文：phhw ph diwhu wkh sduwb开发环境：C free要求:1、每组均要实现加密和解密算法。

2、程序代码文件名为“组长姓名.C”。

在程序的第一段加注释，写明组员分工情况。

3、在下课之前提交。

附：C语言字符串处理由于c语言不支持字符串这种变量类型，所以，只好用字符数组来实现它的功能。

字符串是最后一个字符为NULL字符的字符数组。

例如：gets()和puts()是字符串的输入输出，是标准函数，在stdio.h中被定义。

字符串常用函数：strlen()函数——求字符串长度。

函数名: stpcpy功能: 拷贝一个字符串到另一个用法: char *stpcpy(char *destin, char *source);程序例:#include <stdio.h>#include <string.h>int main(void){char string[10];char *str1 = "abcdefghi";stpcpy(string, str1);printf("%s\n", string);return 0;}函数名: strcat功能: 字符串拼接函数用法: char *strcat(char *destin, char *source);程序例:#include <string.h>#include <stdio.h>int main(void){char destination[25];char *blank = " ", *c = "C++", *Borland = "Borland";strcpy(destination, Borland);strcat(destination, blank);strcat(destination, c);printf("%s\n", destination);return 0;}函数名: strupr功能: 将串中的小写字母转换为大写字母用法: char *strupr(char *str);程序例:#include <stdio.h>#include <string.h>int main(void){char *string = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz", *ptr;/* converts string to upper case characters */ ptr = strupr(string);printf("%s\n", ptr);return 0;}。

第1篇一、实验目的1. 理解置换密码算法的基本原理和特点。

2. 掌握置换密码算法的实现方法。

3. 通过编程实践，加深对置换密码算法的理解。

二、实验原理置换密码算法是一种通过对明文进行字符或位顺序的重新排列来实现加密的算法。

其基本原理是将明文中的字符或位按照一定的规则重新排列，形成密文。

解密时，按照相同的规则将密文恢复为明文。

常见的置换密码算法有：1. 旋转密码（Caesar密码）：将明文中的每个字符按照密钥k向右或向左旋转k 个位置。

2. 列置换密码：将明文矩阵中的列按照密钥顺序进行置换。

3. 矩阵换位密码：将明文矩阵中的字符按照密钥顺序进行置换。

三、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：Python3.8.03. 开发环境：PyCharm四、实验步骤1. 旋转密码实现（1）定义密钥k，表示旋转的位数。

（2）定义明文字符串，将每个字符按照密钥k向右或向左旋转k个位置。

（3）输出密文。

2. 列置换密码实现（1）定义密钥，表示列的置换顺序。

（2）将明文矩阵中的列按照密钥顺序进行置换。

（3）输出密文。

3. 矩阵换位密码实现（1）定义密钥，表示矩阵的置换顺序。

（2）将明文矩阵中的字符按照密钥顺序进行置换。

（3）输出密文。

五、实验结果与分析1. 旋转密码实验结果明文：Hello, World!密钥：3密文：Khoor, Zruog分析：旋转密码将明文中的每个字符向右旋转3个位置，实现了加密。

2. 列置换密码实验结果明文：Hello, World!密钥：[2, 0, 3, 1]密文：oHlel, Wrold!分析：列置换密码将明文矩阵中的列按照密钥顺序进行置换，实现了加密。

3. 矩阵换位密码实验结果明文：Hello, World!密钥：[2, 0, 3, 1]密文：oHlel, Wrold!分析：矩阵换位密码与列置换密码类似，将明文矩阵中的字符按照密钥顺序进行置换，实现了加密。

六、实验总结通过本次实验，我们对置换密码算法有了更深入的了解。

计科一班刘亮学号：2009221104210051实验一：凯撒密码一：实验目的理解和掌握凯撒密码的原理，可以简单解密。

二、实验原理凯撒密码作为一种最为古老的对称加密体制，在古罗马的时候都已经很流行，他的基本思想是：通过把字母移动一定的位数来实现加密和解密。

例如，如果密匙是把明文字母的位数向后移动三位，那么明文字母B就变成了密文的E，依次类推，X将变成A，Y变成B，Z变成C，由此可见，位数就是凯撒密码加密和解密的密钥。

它是一种代换密码。

据说恺撒是率先使用加密函的古代将领之一，因此这种加密方法被称为恺撒密码。

实验原理：将明文中的每个字母用引字符在字母表中后面第k个字母替代。

它的加密过程可以表示为下面函数：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。

同理可得解密过程。

实验内容：根据实验原理，自己创建明文信息，并选择一个密钥，编写循环移位密码算法的实现程序，实现加密和解密操作。

要求上述密码算法最后的实现程序提供加密和解密两个接口：int encrypt() 和int decrypt()。

当加密或者解密成功时返回CRYPT_OK, 失败时返回CRYPT_ERROR。

所谓的“恺撒密码”，它是一种替代密码，通过将字母按顺序推后起3位起到加密作用，如将字母A换作字母D，将字母B换作字母E。

因据说恺撒是率先使用加密函的古代将领之一，因此这种加密方法被称为恺撒密码。

这是一种简单的加密方法，这种密码的密度是很低的，只需简单地统计字频就可以破译。

现今又叫“移位密码”，只不过移动的为数不一定是3位而已。

三、实验步骤密码术可以大致别分为两种，即易位和替换，当然也有两者结合的更复杂的方法。

在易位中字母不变，位置改变；替换中字母改变，位置不变。

尽管苏托尼厄斯仅提到三个位置的恺撒移位，但显然从1到25个位置的移位我们都可以使用，因此，为了使密码有更高的安全性，单字母替换密码就出现了。

作业1-凯撒密码的加密、解密和破解光信学院《网络信息安全》实验报告1班级：学号：姓名：实验时间：年月日指导教师：陈顺凡一．实验目的理解网络信息安全的基本原理，掌握基本密码技术的原理及编程能力。

二．实验原理和内容[凯撒介绍]凯撒密码（kaiser）是罗马扩张时期朱利斯"凯撒（Julius Caesar）创造的，用于加密通过信使传递的作战命令。

它将字母表中的字母移动一定位置而实现加密。

[加密原理]凯撒密码的加密算法极其简单。

其加密过程如下：在这里，我们做此约定：明文记为m，密文记为c，加密变换记为E(k1,m)（其中k1为密钥），解密变换记为D(k2,m)（k2为解密密钥）（在这里k1=k2,不妨记为k）。

凯撒密码的加密过程可记为如下一个变换：c≡m+k mod n （其中n为基本字符个数）同样，解密过程可表示为：m≡c-k mod n （其中n为基本字符个数）对于计算机而言，n可取256或128，m、k、c均为一个8bit 的二进制数。

显然，这种加密算法极不安全，即使采用穷举法，最多也只要255次即可破译。

当然，究其本身而言，仍然是一个单表置换，因此，频率分析法对其仍是有效的。

.[破解原理]一篇包含字符的英文文章，其各ASCII码字符出现，都有一定的频率，下面是对Google上随意搜索到的英文文章进行分析的结果，见表：QUOTE:====================================== =========== FileName : 01.txt[1] 32: times:204[2] 101:e times:134[3] 116:t times:91[4] 105:i times:87[5] 111:o times:77[6] 108:l times:75[7] 97:a times:75[8] 110:n times:69[9] 10:times:67[10] 115:s times:63====================================== =========== FileName : php.si.source.txt[1] 32: times:576[2] 101:e times:162[3] 115:s times:153[4] 110:n times:141[5] 114:r times:138[6] 105:i times:135[7] 10:times:134[8] 116:t times:129[9] 42:* times:116[10] 111:o times:103====================================== =========== FileName : work.txt[1] 32: times:51322[2] 101:e times:30657[3] 116:t times:23685[4] 97:a times:19038[5] 111:o times:17886[6] 105:i times:16156[7] 110:n times:15633[8] 114:r times:15317[9] 115:s times:15226[10] 104:h times:12191====================================== =========== FileName : 02.txt[1] 32: times:299[2] 101:e times:217[3] 110:n times:136[4] 105:i times:133[5] 111:o times:124[6] 116:t times:116[7] 97:a times:110[8] 115:s times:98[9] 114:r times:92[10] 108:l times:82====================================== =========== FileName : 03.txt[1] 45:- times:404[2] 32: times:394[3] 101:e times:237[4] 116:t times:196[5] 114:r times:173[6] 97:a times:163[7] 105:i times:161[8] 110:n times:153[9] 111:o times:142[10] 115:s times:129====================================== =========== FileName : 04.txt[1] 32: times:326[2] 101:e times:179[3] 116:t times:106[4] 105:i times:101[5] 111:o times:96[6] 110:n times:94[7] 97:a times:92[8] 115:s times:78[9] 100:d times:61[10] 114:r times:60====================================== =========== FileName : 05.txt[1] 32: times:441[2] 101:e times:191[3] 111:o times:151[4] 116:t times:120[5] 97:a times:112[6] 110:n times:108[7] 105:i times:91[8] 114:r times:84[9] 117:u times:79[10] 115:s times:79有此分析可知，一篇英文文章中，出现较高频率的两个字符是' ' (空格) 和 'e'，而且它们的ASCII码分别是32和101，差值是69。

凯撒密码的实验报告凯撒密码是一种最简单的密码，它可以通过将明文中的每个字母按照一定规律进行向后移动来加密。

本实验旨在通过实践了解凯撒密码的加密原理，并了解加密算法的基础理论和安全性。

一、实验原理：凯撒密码是一种替换密码，通过对明文中的每个字母进行加密，从而得到一串密文。

例如：将明文“hello”向后移动三个字符变成了“khoor”。

通常情况下，加密方法包括两个参数：第一个参数表示移动的距离，第二个参数表示明文。

例如，对于明文“To be or not to be, that is the question.”，加密时选择移动三个字符，就可以得到如下密文：Wr eh ru qrw wr eh, wkhqwlv wkh txhvwlrq.解密方法与加密方法相反，只需要按照相同的规律向前移动即可。

二、实验步骤：1、设置加密距离在开始加密之前，先设置加密距离。

假设选择向后移动3个字符为例。

2、输入明文选择明文“hello world”。

3、加密按照设定的加密距离将字母进行移动，得到密文“khoor zruog”。

4、解密对于密文“khoor zruog”，按照与加密相反的规律向前移动三个字符即可解密，得到明文“hello world”。

三、实验结果：通过以上实验步骤，我们得到了以下结果：明文："hello world"加密距离：3密文："khoor zruog"解密密文："hello world"通过本实验的实践，我们了解到凯撒密码是一种简单而古老的加密方法，可以用来将一段明文转换成一段密文。

但是凯撒密码非常容易被破解，因为只有26种可能的加密方式，可以通过猜测或暴力破解得到正确的明文。

因此，在实际应用中，凯撒密码不太适合作为加密工具。

更为安全的密码应该采用更加复杂的密码学算法，并且每次加密时加入随机性来提高安全性。