浅谈维吉尼亚加密算法的原理与实现

维吉尼亚密码算法
维吉尼亚密码算法是一种对明文进行加密的技术，可以保护通信的安全性。

这种算法的核心思想是通过将明文中的每个字符与密钥中的对应字符进行逐个的运算来实现加密。

具体过程如下：首先，将明文和密钥中的字符转化为对应的数值，例如将字母A表示为0，字母B表示为1，以此类推。

然后，使用密钥中的字符依次与明文中的字符进行相加（或相减）运算，将结果转化为对应的密文字符。

维吉尼亚密码算法的安全性依赖于密钥的长度和选择。

较长的密钥可以增加加密的复杂性，使破解更加困难。

同时，选择密钥时应避免使用容易猜测的单词或常见字符，以增加密码的强度。

然而，维吉尼亚密码算法也有一些局限性。

主要问题之一是密钥的共享和管理，如果密钥未经妥善保管，可能会导致密码被破解。

此外，维吉尼亚密码算法无法提供完全的安全性，因为它是基于对明文字符的直接替代。

综上所述，维吉尼亚密码算法是一种经典的加密技术，可以用于保护通信的隐私和安全。

然而，为了确保加密的有效性，我们需要注意密钥的选择和保管，以及使用更加复杂的加密方法来提高安全性。

维吉尼亚算法分析及应用一．实验目的通过应用维吉尼亚算法对数据进行加解密的操作，了解维吉尼亚的加解密的机制，加深对维吉尼亚的算法理解二．试验环境安装Windows操作系统的PC机，具有C语言编译环境三．试验原理加密过程很简单，就是给定密码字母X和明文字母Y，密文字母是位于X行和Y列的那个字母。

这样就决定了加密一天消息与消息一样长的密钥字符串，通常，迷药字符串事是密钥的重复。

使用查表的方式多加密几次就能很轻易的总结出规律：将A-Z以0-25编号，那么加密过程就是，在代换表的第一行中找到消息字母，如W，然后向后移D次（即3次），所得的字母就是密文了。

如果数到末位，那么下一次移位就是从头（即A）继续也就是说，可以将A-Z看成一个环，加密过程就是找到消息字母后，将指针往环的某个特定方向移位，次数就是密钥字母所代表的数字，这其实是一个模26的过程。

扩展一下，以上加密仅能对26个字母进行加密，而且不能区分大小写，但其实英文中除了字母外，还有标点符号，还有空格。

如果考虑到大部分英文字符，那个维吉尼亚代换表将比较大，而且有点浪费空间，如果能将被加密的字符有N个如果把这N个字符建成一个环，那么加密过程即使模N的过程，即C(I)=K(I)+P(I)modN，其中，K，C，P分别代表的是密钥空间，密文空间，消息（明文）空间。

四．主要代码#include <iostream.h>#include <stdio.h>#include <string.h>char Vigenere(char m,char k){if (m==' ') return m;else{if (m>=65&&m<=90)m=m+32;m=((m-97)+(k-97));if (m>25)m=m%26;m=m+97;return m;}}void main(){char *key;char *d;char *m;m=new char[100];d=new char[100];key=new char[100];printf("please input plaintext:"); gets(m);printf("please input key:");gets(key);int len=strlen(m);int len_k=strlen(key);printf("the encode is:");for(int i=0,j=0;i<len;i++,j++){if (j>=len_k)j=j%len_k;d[i]=Vigenere(m[i],key[j]);cout<<d[i];}cout<<endl;}五．运行结果。

一、实验目的1. 理解维吉尼亚密码算法的原理和加密解密过程。

2. 掌握维吉尼亚密码算法的编程实现。

3. 通过实验，提高对密码学基础知识的理解和应用能力。

二、实验原理维吉尼亚密码算法是一种多表密码，由法国密码学家布莱斯·德·维吉尼亚（Blaise de Vigenère）于16世纪提出。

该算法利用一个密钥来生成一系列凯撒密码，通过将这些凯撒密码依次应用于明文，实现对明文的加密。

加密过程如下：1. 编号：将A-Z以编号0-25编号；2. 选取密钥：举例：wangyuhang；3. 明文处理：去掉所有空格；4. 密钥处理：将密钥重复排列；5. 加密：将明文每个字母和密钥对应位置的字母相加（mod 26），得到新的字母；6. 输出密文。

解密过程如下：1. 编号：将A-Z以编号0-25编号；2. 获取密钥：举例：wangyuhang；3. 密文处理：去掉所有空格；4. 密钥处理：将密钥重复排列；5. 解密：将密文每个字母和密钥对应位置的字母相减（mod 26），得到原始明文；6. 输出明文。

三、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：C++3. 开发工具：Visual Studio 2019四、实验步骤1. 创建一个名为“VigenereCipher”的C++项目。

2. 在项目中创建一个名为“VigenereCipher.h”的头文件，用于声明加密和解密函数。

3. 在项目中创建一个名为“VigenereCipher.cpp”的源文件，用于实现加密和解密函数。

4. 在项目中创建一个名为“main.cpp”的主程序文件，用于调用加密和解密函数，并进行测试。

5. 编写代码实现以下功能：（1）将明文和密钥转换为数字编码；（2）将数字编码相加（加密）或相减（解密）（mod 26）；（3）将数字编码转换回字母编码；（4）输出加密后的密文和解密后的明文。

五、实验结果与分析1. 加密过程输入明文：we are discovered save yourself密钥：wangyuhang输出密文：senxadvyyoikneqywvrekueyals2. 解密过程输入密文：senxadvyyoikneqywvrekueyals密钥：wangyuhang输出明文：wearediscoveredsaveyourself通过实验，验证了维吉尼亚密码算法的正确性和实用性。

vigenere密码原理
Vigenère密码的原理是使用一系列凯撒密码组成密码字母表的加密算法，属于多表密码的一种简单形式。

它曾多次被发明，最早记录在吉奥万·巴蒂斯塔·贝拉索（Giovan Battista Bellaso）于1553年所著的书《吉奥万·巴蒂斯塔·贝拉索先生的密码》中。

然而，后来在19世纪时被误传为是法国外交官布莱斯·德·维吉尼亚（Blaise De Vigenère）所创造，因此现在被称为“维吉尼亚密码”。

Vigenère密码的原理与凯撒密码类似，其实是凯撒的一种强化和变形，通过使加密相同明文的秘钥不同，来掩盖字符的频率。

加密过程是发现一个特征：相同的明文e，经过不同的字符加密之后变成了不同的密文，掩盖了明文字符e的字符频率。

但也不是找不到字符频率，可以将用"h"字符加密的明文取出之后，就变成了普通的凯撒加密，这是可以通过字符频率分析来破解的。

一、实验目的1. 理解维吉尼亚密码的原理和加密解密过程。

2. 掌握维吉尼亚密码的编程实现。

3. 破解维吉尼亚密码，提高密码学应用能力。

二、实验原理维吉尼亚密码是一种多表密码，它通过将明文与密钥进行组合，实现字符的替换加密。

加密过程中，密钥的长度决定了密钥表的大小，密钥表中的每一行对应一个密钥，加密时按照密钥表中的行进行替换。

解密过程则是加密过程的逆过程。

三、实验内容1. 维吉尼亚密码的加密与解密实现（1）加密① 创建密钥表：根据密钥长度生成密钥表，密钥表中每一行对应一个密钥，密钥长度等于明文长度。

② 对明文进行加密：将明文中的每个字符按照密钥表中的行进行替换，得到密文。

（2）解密① 创建密钥表：根据密钥长度生成密钥表。

② 对密文进行解密：将密文中的每个字符按照密钥表中的行进行替换，得到明文。

2. 维吉尼亚密码的破解（1）重合指数法① 计算密文的重合指数：将密文与英文常见单词的重合指数进行比较，选择重合指数最高的密钥长度。

② 遍历密钥长度：对于每个密钥长度，遍历26个可能的偏移量，计算重合指数，选择重合指数最高的偏移量。

③ 解密密文：根据密钥长度和偏移量，对密文进行解密，得到可能的明文。

（2）暴力破解法① 遍历密钥长度：遍历所有可能的密钥长度。

② 遍历密钥：对于每个密钥长度，遍历所有可能的密钥。

③ 解密密文：根据密钥长度和密钥，对密文进行解密，得到可能的明文。

四、实验步骤1. 创建密钥表根据密钥长度生成密钥表，密钥表中每一行对应一个密钥。

2. 加密明文将明文中的每个字符按照密钥表中的行进行替换，得到密文。

3. 解密密文将密文中的每个字符按照密钥表中的行进行替换，得到明文。

4. 破解密文（1）重合指数法① 计算密文的重合指数。

② 遍历密钥长度。

③ 遍历密钥。

④ 解密密文。

（2）暴力破解法① 遍历密钥长度。

② 遍历密钥。

③ 解密密文。

五、实验结果与分析1. 加密与解密实验结果表明，维吉尼亚密码的加密和解密过程能够正确实现，密文与明文能够成功还原。

《网络信息安全》课程结课论文《维吉尼亚密码加密并破解思路》学生姓名阿依古丽.木沙学号5011213334所属学院信息工程学院专业计算机科学与技术班级17-1指导教师李鹏塔里木大学教务处制摘要使用维吉尼亚密码加密只是众多密码加密方法中的一个，本设计是基于维吉尼亚密码的一种扩展，能起到更强的加密，完成所有属于ACSII的加密，本人主要负责设计的规划，程序设计，界面设计，报告的完成等工作，整个程序是Java平台下实现的。

本次设计方法的原理以及方法仍然以维吉尼亚通用的方法来介绍。

关键词：维吉尼亚加密，密钥，加密，解密。

目录一、密码分析及密码系统设计原则 (1)二、维吉尼亚密码 (2)（一）维吉尼亚密码的介绍 (2)（二）维吉尼亚密码的原理 (3)（三）维吉尼亚密码-特点 (5)（四）维吉尼亚密码的演变 (6)（五）维吉尼亚密码下的扩展 (6)三、加密的意义 (7)总结 (8)参考文献 (9)前言随着计算机联网的逐步实现，计算机信息的保密问题显得越来越重要。

数据保密变换，或密码技术，是对计算机信息进行保护的最实用和最可靠的方法。

密码是实现秘密通讯的主要手段，是隐蔽语言、文字、图象的特种符号。

凡是用特种符号按照通讯双方约定的方法把电文的原形隐蔽起来，不为第三者所识别的通讯方式称为密码通讯。

在计算机通讯中，采用密码技术将信息隐蔽起来，再将隐蔽后的信息传输出去，使信息在传输过程中即使被窃取或载获，窃取者也不能了解信息的内容，从而保证信息传输的安全。

所以，加密显得越来越重要，学会做加密软件，是很大的成果，可以用于各个领域.本文首先介绍“维吉尼亚”密码的分析及设计规则，然后介绍维吉尼亚密码的概念，原理，特点，密码的使用，还有加密的意义等。

一、密码分析及密码系统设计原则对通信双方而言，通信的一方将信息加密后发送给另一方，是为了使攻击者即使得到密文也无法读懂。

对于攻击者来说，在不知道密钥的情况下，要想读懂密文，就要根据他的知识以及掌握的情报来进行密码分析。

维吉尼亚密码(Vige nere Cipher)简介:大家熟知, 早前的单一的凯撒密码保密性能是十分的差的, 因此人们在单一的凯撒密码的基础上扩展出了多表密码, 称之为维吉尼亚密码. 它是由16世纪法国亨利三世王朝的不莱塞-维吉尼亚发明的. 关于维吉尼亚的密码的历史我这里就不做多的介绍了, 有兴趣的朋友可以在互联网上搜索相关文献查看.维吉尼亚密码的特定是将26个凯撒密码表(也即我们常用的Z26)合成一个表.如下:A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y ZB C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z AC D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A BD E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B CE F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C DF G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D EG H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E FH I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F GI J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G HJ K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H IK L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I JL M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J KM N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K LN O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L MO P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M NP Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N OQ R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O PR S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P QS T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q RT U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R SU V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S TV W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T UW X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U VX Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V WY Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W XZ A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y这样我们就从传统的单表替换扩展到了多表替换了.引入一个概念:秘匙在前面的凯撒移位密码和仿射密码中, 我们同样引入了秘匙的概念, 不过那里的秘匙只是一个或两个数字. 而在这里的秘匙是一个更为广义上的秘匙.它是一个串. 不在局限于一个或两个整数.维吉尼亚密码的原理:比如明文为JACKOZOO, 秘匙为LOVE, 则我们的密文是这样得到的:J对应的密文我们查秘匙为L, 则在第L行中, 找到与第一行中的J对应的字母为U.A对应的密文我们查秘匙为O, 则在第O行中, 找到与第一行中的A对应的字母为O.C对应的密文我们查秘匙为V, 则在第V行中, 找到与第一行中的C对应的字母为X.K对应的密文我们查秘匙为E, 则在第E行中, 找到与第一行中的K对应的字母为O.O对应的密文我们查秘匙为L, 则在第L行中, 找到与第一行中的O对应的字母为Z. (如果秘匙不够了,我们就循环使用秘匙, LOVELOVELO ... )Z对应的密文我们查秘匙为O, 则在第O行中, 找到与第一行中的Z对应的字母为N.O对应的密文我们查秘匙为V, 则在第V行中, 找到与第一行中的O对应的字母为J.O对应的密文我们查秘匙为E, 则在第E行中, 找到与第一行中的O对应的字母为S.由此得到JACKOZOO在以LOVE作为秘匙的情况下, 其密文为: UOXOZNJS.我们看到维吉尼亚密码也很好地隐藏了字频信息.但是这里不得不提的是, 维吉尼亚密码(Vigenere Cipher)相对于希尔密码(Hill Cipher)来说, 其对字频信息的隐藏还不够彻底.这也导致了在19世纪50年代, 英国人查尔斯-巴贝奇对其的破解. 其实其破解的基本思想如下:比如在密文中, 经常出现了同一个子串(比如UPK), 而且每个字串之间的距离都是3的整数倍. 那么解密者就很容易推测出秘匙的长度为3. 其原因也是十分简单的:当秘匙在重复了N次之后, 其还是用第一个字母去加密UPK相应的明文. 尤其是对THE, YOU, WHAT 这类高频词汇当使用了弱秘匙的话,更容易遭受破解. 关于维吉尼亚密码的具体破解工作, 不在本文范围之内, 有兴趣的朋友可以自行研究.以上介绍的是维吉尼亚密码的加密, 解密的话, 直接找出相应行在第一行中对应的字母即可.通过对维吉尼亚密码原理的学习, 我们不难发现用计算机语言写出维吉尼亚的算法也是很简单的一件事情.加密:代码:nMLen = strlen(szM);nKLen = strlen(szK);for (i=0;i<nMLen;i++){szL[i] = ((szM[i]-'A') + (szK[i%nKLen]-'A')) % 26 + 'A'; }解密:代码:nLLen = strlen(szL);nKLen = strlen(szK);for (i=0;i<nLLen;i++){szM[i] = ((szL[i]-'A') + (szK[i%nKLen]-'A')) % 26 + 'A';if (szM[i] < 'A'){szM[i] += 26;}}。

维吉尼亚（Vigenere）密码算法（Javascript实现加密与解密） 传统加密技术对于当今的⽹络安全发挥不了⼤作⽤，但每⼀本讲述密码学的书的开头都会率先介绍它们，因为它们是密码学的基础，是密码学的历史。

Vigenere密码就是⼀种传统加密技术，它是多表代换密码，能够有效改进单表代换密码的词频分布特征问题。

详细介绍请参考密码学相关书籍。

⼏乎每⼀本密码学的书在讲述Vigenere密码的章节都会有这么⼀个《Vigenere代换表》⽤户讲解Vigenere密码机制：A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y ZB C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z AC D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A BD E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B CE F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C DF G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D EG H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E FH I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F GI J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G HJ K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H IK L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I JL M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J KM N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K LN O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L MO P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M NP Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N OQ R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O PR S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P QS T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q RT U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R SU V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S TV W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T UW X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U VX Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V WY Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W XZ A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y 加密过程很简单，就是给定密钥字母x和明⽂字母y，密⽂字母是位于x⾏和y列的那个字母。

vigenere密码原理维吉尼亚密码（Vigenère cipher）是一种经典的多表密码算法，它采用了简单的替换方法和关键字循环。

维吉尼亚密码最早由法国人布莱克默（Blaise de Vigenère）在16世纪中期创造，并且在欧洲多个国家使用了数百年。

它是最早并且最著名的使用重复密钥的多表密码之一。

维吉尼亚密码是一种多表密码，这意味着它使用了一系列的字母表来进行替换。

维吉尼亚密码的加密过程通过将明文字符替换成密文字符来实现。

不同于凯撒密码只使用一个固定的替换规则，维吉尼亚密码使用一系列的凯撒密码来实现，这些凯撒密码都是通过关键字生成的。

维吉尼亚密码使用一个关键字作为循环的密钥，该关键字会重复直到与明文长度相等。

例如，如果明文是"HELLO"且关键字是"KEY"，则关键字会重复直到与明文长度相等，即"KEYKE"。

然后，关键字中的每个字母会与明文中的相应字母进行替换。

替换的方法是将明文字母与关键字字母在字母表中的位置相加，并且对字母表的长度取模。

最后，将得到的结果字母替换掉对应的明文字母，从而得到密文。

下面以一个例子来说明维吉尼亚密码的加密过程。

设定明文为"HELLO"，关键字为"KEY"。

首先，将关键字"KEY"重复直到与明文长度相等，得到"KEYKE"。

然后，将明文字符"H"与关键字字符"K"相加，其在字母表中的位置为8+11=19。

对字母表的长度26取模，得到替换结果19，即字母"T"。

同样地，将"E"与"K"相加，其在字母表中的位置为5+11=16，对26取模，得到替换结果16，即字母"Q"。

继续进行下去，得到密文"TIPTL"。