代换密码

单表代换密码课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解单表代换密码的定义和基本原理；2. 学生能够掌握至少一种单表代换密码的加密和解密方法；3. 学生能够解释单表代换密码在历史和现代通信中的应用和重要性。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，独立完成单表代换密码的加密和解密操作；2. 学生能够运用逻辑思维和分析能力，破解简单的单表代换密码；3. 学生能够运用单表代换密码进行简单信息的传递和解读。

情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到密码学在信息安全中的重要作用，增强信息安全意识；2. 学生通过学习单表代换密码，培养对密码学的好奇心和探索精神；3. 学生能够体会到团队合作在解决问题中的优势，增强团队协作意识。

课程性质：本课程为信息技术与信息安全领域的拓展课程，旨在通过学习单表代换密码，提高学生的信息素养和逻辑思维能力。

学生特点：考虑到学生所在年级的特点，课程内容设计将结合学生的认知水平和兴趣，以实际操作和案例分析为主线，增强学生的学习兴趣和参与度。

教学要求：教师应注重理论与实践相结合，通过问题驱动的教学方式，引导学生主动探究和解决问题，确保学生达到课程目标所设定的具体学习成果。

同时，关注学生的个体差异，给予个性化指导，使全体学生都能在课程中取得进步。

二、教学内容1. 单表代换密码的定义与分类：介绍单表代换密码的基本概念、分类及其特点，结合教材相关章节，使学生理解其在密码学中的地位和作用。

2. 单表代换密码的加密方法：详细讲解至少一种单表代换密码的加密过程，如凯撒密码、替换密码等，让学生掌握其基本操作和原理。

3. 单表代换密码的解密方法：分析单表代换密码的解密技巧，指导学生学会如何逆向思考，破解加密信息。

4. 单表代换密码的应用实例：通过案例分析，介绍单表代换密码在历史和现代通信中的应用，让学生了解其实际价值。

5. 单表代换密码的安全性分析：探讨单表代换密码的安全性，分析其可能存在的弱点，引导学生思考如何提高密码的安全性。

代换密码代换密码代换密码是将明⽂中的字符替换为其他字符的密码体质。

基本⽅法是：建⽴⼀个代换表，加密时将明⽂字符通过查表代换为对应的密⽂字符，代换表即密钥。

（代换表即影视题材中常见的密码本，密码本由机要员保管，有电报需要发送时先由机要员⽤密码本将情报代换成电报代码，发报员负责发报，发报员不知道发报的内容是什么。

）单表代换密码1. 移位密码⾸先建⽴英⽂字母与摸26的剩余之间的对应关系A B C D …… Z0 1 2 3 (25)定义:设P=C=K=Z={0,1,2,……,25},明⽂x密⽂y,对于整数k(0<=k<=25),定义：加密：y=e(x)=x+kmod26,解密：x=d(y)=y-kmod26,x,y属于Z凯撒(Caesar)密码是k=3的移位密码明⽂：A B C D …… W X Y Z密⽂：D E F G …… Z A B C明⽂M=china，密⽂C=FKLQDM=game is over,k=9.加密过程: g a m e i s o v e r6 0 12 4 8 18 14 21 4 176 0 12 4 8 18 14 21 4 17+9mod26------------------------15 9 21 13 17 1 23 4 13 0密⽂C= p j v n r b x e n a解密过程: p j v n r b x e n a15 9 21 13 17 1 23 4 13 015 9 21 13 17 1 23 4 13 0-9mod26------------------------6 0 12 4 8 18 14 21 4 17密⽂C= g a m e i s o v e r2. 单表代换密码定义设P=C=K=Z={0,1,2,……,25},K是0,1,2,……,25的所有置换的集合，对置换π属于K置换π为：π=(0 1 2 (25)0' 1' 2' …… 25')加密: y=e(x)=π(x),解密: y=d(y)=π^-1(y).密钥传递为⽅便使⽤，通常代换后结果还是26个英⽂字母。

代换密码解码算法
代换密码（Substitution Cipher）是一种简单的加密方法，其基本原理是将明文中的每个字符替换为密文中的另一个字符。

具体地，代换密码将明文字符表中的每个字符替换为密文字符表中的对应字符。

代换密码的解密算法相对简单，只需要将密文中的每个字符替换为明文字符表中的对应字符即可。

以下是一个简单的代换密码解密算法的Python实现：
def substitution_cipher_decrypt(ciphertext, key):
"""
使用给定的密钥对密文进行解密。

:param ciphertext: 密文字符串
:param key: 解密密钥
:return: 明文字符串
"""
plaintext = ""
for char in ciphertext:
plaintext += key.get(char, char) # 如果字符不在密钥中，则保持不变
return plaintext
在这个实现中，ciphertext是密文字符串，key是解密密钥。

函数通过遍历密文中的每个字符，使用解密密钥将其替换为明文字
符，最后返回明文字符串。

如果密文中存在不在解密密钥中的字符，则保持不变。

一.问题描述：著名的多表古典加密体制使Playfair，它将明文中的双字母组合作为一个单元对待，并将这些单元转换为密文双字母组合。

Playfair算法基于使用一个5×5字母矩阵，该矩阵使用一个关键词构造。

这里有一个例子，是由Lord Peter Wimsey 在Dorothy Sayer的书《Have His Carcase》中解答的。

M O N A RC H Y B DE F G I/J KL P Q S TU V W X Z在这里，该关键词是monarchy。

该矩阵该矩阵是这样构造的；从左至右、从上至下填入该关键词的字母（去除重复字母），然后再以字母表顺序将余下的字母填入矩阵剩余空间。

字母I和J 被算作一个字母。

Playfair根据下列规则一次对明文的两个字母加密：（1）、属于相同对中的重复的明文字母将用一个填充字母进行分隔，因此，词balloon将被加密为ba lx lo on。

（2）、属于该矩阵相同行的明文字母将由其右边的字母替代，而行的最后一个字母由行的第一个字母代替。

例如，ar被加密为RM。

（3）、属于相同列的明文字母将由它下面的字母代替，而列的最后一个字母由列的第一个字母代替。

例如，mu被加密为CM。

（4）、否则，明文的其他字母将由与其同行，且与下一个同列的字母代替。

因此，hs成为BP，ea成为IM（或JM，这可根据加密者的意愿而定）。

基本要求：二.基本要求：根据多表代换密码的特点，编写playfair软件，并以monarchy密钥进行测试，验证加密结果。

三.实验代码：#include<iostream>#include<cstring>using namespace std;void decrypt();//解密函数void encrypt();//加密函数void main(){cout<<" ____________________________________________"<<endl;cout<<"| |"<<endl;cout<<"| 多表代换密码Playfair的实现|"<<endl;cout<<"| 欢迎使用本程序|"<<endl;cout<<"|____________________________________________|"<<endl;int n=0;for(;n!=3;){cout<<" ____________________________"<<endl;cout<<" | 选择你所需要的操作：|"<<endl;cout<<" | 1.为字符串加密|"<<endl;cout<<" | 2.为字符串解密|"<<endl;cout<<" | 3.结束程序|"<<endl;cout<<" |___________________________|"<<endl;cout<<" 选择操作：";cin>>n;if(n<1||n>3)cout<<"无该项操作，请重来："<<endl;switch(n){case 1:cout<<"__________________________________________"<<endl;cout<<"| 加密结束|"<<endl;cout<<"|_________________________________________|"<<endl;encrypt();break;case 2:cout<<"__________________________________________"<<endl;cout<<"| 解密结束|"<<endl;cout<<"|_________________________________________|"<<endl;decrypt();break;case 3:cout<<"__________________________________________"<<endl;cout<<"| 程序结束,谢谢您的使用! ^_^ |"<<endl;cout<<"|_________________________________________|"<<endl;cout<<endl;break;default:break;}}system("pause");}void encrypt(){const int N=100;char letters[26]="ABCDEFGHIKLMNOPQRSTUVWXYZ";//用于填充矩阵int flag[25]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};//字母是否已在矩阵中，与letters数组对应char ch[5][5];//5X5矩阵char ch1[N];//密钥char ch2[N];//明文char ch4;//无关字符int len='a'-'A';cout<<"输入密钥：";cin>>ch1;int flg=1;while(flg==1){for(int i=0;i<strlen(ch1);i++)//把所输入的密钥转化为大写字母{if(ch1[i]>'z'||ch1[i]<'a'){cout<<"请重新选择操作："<<endl;flg=0;break;}elsech1[i]=ch1[i]-len;}if(flg==1){ for(i=0;i<strlen(ch1);i++)//把密钥中的J都变为I{if(ch1[i]=='J')ch1[i]='I';}i=0;int j=0;//把密钥中的字母填入到矩阵中，并把该字母标记为已用for(int k=0;k<strlen(ch1);k++){for(int t=0;t<25;t++){if(ch1[k]==letters[t]&&flag[t]==0){ch[i][j]=letters[t];flag[t]=1;if(j<4)j++;else {i++;j=0;}}}}for( k=0;k<25;k++)//按字母表顺序把未用字母依次填入到矩阵中{if(flag[k]==0){ch[i][j]=letters[k];flag[k]=1;if(j<4)j++;else{i++;j=0;}}}cout<<"密钥填充后的矩阵为："<<endl;for(i=0;i<5;i++)for(j=0;j<5;j++){cout<<ch[i][j];cout<<" ";if(j==4)cout<<endl;}cout<<endl;cout<<"请输入明文（请输入英文字符）：";cin>>ch2;cout<<"输入一个无关字符：";cin>>ch4;if(ch4>='a')ch4=ch4-len;for(k=0;k<strlen(ch2);k++)//把所输入的明文转化为大写字母{if(ch2[k]>='a')ch2[k]=ch2[k]-len;}for(k=0;k<strlen(ch2);k++)//把明文中的J都变为I{if(ch2[k]=='J')ch2[k]='I';}//为明文添加必要的无关字符以防止同一组的两个字符相同for( k=0;k<strlen(ch2);k+=2){if(ch2[k]==ch2[k+1]){for(int t=strlen(ch2);t>k;t--)ch2[t+1]=ch2[t];ch2[k+1]=ch4;}}//若明文有奇数个字符，则添加一个无关字符以凑够偶数个if(strlen(ch2)%2!=0){ch2[strlen(ch2)+1]=ch2[strlen(ch2)];//字符串结尾赋'\0' ch2[strlen(ch2)]=ch4;//明文串尾插入无关字符}cout<<"经过处理后的明文为：";for(k=0;k<strlen(ch2);k+=2)cout<<ch2[k]<<ch2[k+1]<<" ";cout<<endl;cout<<"其最终长度为："<<strlen(ch2)<<endl;//////////////////明文输入并整理完毕///////////////////////////////for(k=0;k<strlen(ch2);k+=2){int m1,m2,n1,n2;for(m1=0;m1<=4;m1++){for(n1=0;n1<=4;n1++){if(ch2[k]==ch[m1][n1])break;}if(ch2[k]==ch[m1][n1])break;}for(m2=0;m2<=4;m2++){for(n2=0;n2<=4;n2++){if(ch2[k+1]==ch[m2][n2])break;}if(ch2[k+1]==ch[m2][n2])break;}m1=m1%5;m2=m2%5;if(n1>4){n1=n1%5;m1=m1+1;}if(n2>4){n2=n2%5;m2=m2+1;}if(m1==m2){ch2[k]=ch[m1][(n1+1)%5];ch2[k+1]=ch[m2][(n2+1)%5];}else{if(n1==n2){ch2[k]=ch[(m1+1)%5][n1];ch2[k+1]=ch[(m2+1)%5][n2];}else{ch2[k]=ch[m1][n2];ch2[k+1]=ch[m2][n1];}}}cout<<"加密后所得到的密文是：";for(k=0;k<strlen(ch2);k+=2)cout<<ch2[k]<<ch2[k+1]<<" ";cout<<endl;}else break;}}//解密算法void decrypt(){const int N=100;char letters[26]="ABCDEFGHIKLMNOPQRSTUVWXYZ";//用于填充矩阵int flag[25]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};//标记字母是否已在矩阵中，与letters数组对应char ch[5][5];//5X5矩阵char ch1[N];//密钥char ch2[N];//密文int len='a'-'A';int flg=1;cout<<"输入密钥：";cin>>ch1;while(flg==1){for(int i=0;i<strlen(ch1);i++)//把所输入的密钥转化为大写字母{if(ch1[i]>'z'||ch1[i]<'a'){cout<<"请重新选择操作："<<endl;flg=0;break;}elsech1[i]=ch1[i]-len;}if(flg==1){ for(i=0;i<strlen(ch1);i++)//把密钥中的J都变为I{if(ch1[i]=='J')ch1[i]='I';}i=0;int j=0;//把密钥中的字母填入到矩阵中，并把该字母标记为已用for(int k=0;k<strlen(ch1);k++){for( int t=0;t<25;t++){if(ch1[k]==letters[t]&&flag[t]==0){ch[i][j]=letters[t];flag[t]=1;if(j<4)j++;else {i++;j=0;}}}}for( k=0;k<25;k++)//按字母表顺序把未用字母依次填入到矩阵中{if(flag[k]==0){ch[i][j]=letters[k];flag[k]=1;if(j<4)j++;else{i++;j=0;}}}cout<<"密钥填充后的矩阵为："<<endl;for(i=0;i<5;i++)for(j=0;j<5;j++){cout<<ch[i][j];cout<<" ";if(j==4)cout<<endl;}cout<<endl;/////////////////////矩阵生成完毕////////////////////////////int f=0;do{cout<<"请输入密文（英文字符）：";cin>>ch2;for(int k=0;k<strlen(ch2);k++)//把所输入的密文转化为大写字母{if(ch2[k]>='a')ch2[k]=ch2[k]-len;}for( k=0;k<strlen(ch2);k++)//把密文中的J都变为I{if(ch2[k]=='J')ch2[k]='I';}for( k=0;k<strlen(ch2);k+=2){if(ch2[k]==ch2[k+1]){cout<<"同一分组中不能出现相同字符！请重新输入。

密码法分类的密码
密码法分类的密码指的是根据密码法的不同分类而产生的密码。

一般来说，密码法可以分为以下几种：置换密码、代换密码、置换代换密码、流密码和分组密码。

置换密码是指将明文中的字母或符号按照一定规律进行调换或
交换。

常见的置换密码有凯撒密码和栅栏密码。

代换密码是指用一种字母或符号代替另一种字母或符号，也就是将明文中的每个字母或符号都替换为另一个字母或符号。

常见的代换密码有单表代换密码和多表代换密码。

置换代换密码是指将置换密码和代换密码结合起来使用，既进行了字母调换又进行了字母代换。

常见的置换代换密码有培根密码和维吉尼亚密码。

流密码是指按照某种规律生成一串伪随机数流，并利用该流进行加密。

常见的流密码有RC4和A5/1。

分组密码是指将明文按照一定的长度分成若干块，每个块分别进行加密，最后将加密后的块组合起来形成密文。

常见的分组密码有DES和AES。

以上就是密码法分类的密码，它们都有各自的特点和应用场景，但同时也都存在一定的安全问题。

为了保证信息的安全性，需要根据具体情况选择合适的密码方式，并采取相应的安全措施。

- 1 -。

一、实验目的1、利用C语言编程实现多表代换加密与解密2、深入理解多表代换密码原理二、实验题目多表代换密码要求：输入密钥字、明文，得密文，输入密文，得明文明密文是26个小写英文字母组成的字符串。

三、算法与编码算法：S1：输入密钥字、明文S2：将密钥字与明文字符串数组转换为一维整形数组，进行加密运算S3：加密后再转化为字符串数组S4：输出密文S5：输入密文S6：将密钥字与明文字符串数组转换为一维整形数组，进行解密运算S7：解密后再转化为字符串数组S8：输出明文源代码：#include<stdio.h>#include<string.h>charbiao[26]={'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','z'};//字母表int duiying(char c)//将字母逐个转换成数字{int i,d;for(i=0;i<26;i++)if(c==biao[i]) d=i;return d;}void main()//主函数{int i,j,k1,k2,length0,length1,length2;char key[10],mingwen[100],miwen[100],miw[100],mingw[100];printf(" 请输入密钥字: ");scanf("%s",key);printf("请输入欲加密的明文: ");scanf("%s",mingwen);length0=strlen(key);length1=strlen(mingwen);for( k1=0 ; k1<length1+length0 ; k1=k1+length0 )//加密过程{for(i=k1;i<k1+length0;i++){miwen[i] = biao[(duiying(mingwen[i]) + duiying(key[i-k1])) %26];}}printf(" 密文: %s\n",miwen);printf("请输入欲解密的密文: ");scanf("%s",miw);length0=strlen(key);length2=strlen(miw);for( k2=0 ; k2<length2+length0 ; k2=k2+length0 )//解密过程{for(j=k2;j<k2+length0;j++){mingw[j] = biao[(duiying(miw[j]) - duiying(key[j-k2]) +26) %26];}}printf(" 明文: %s\n",mingw);}四、运行结果五、总结与心得1、利用字母表biao[26]和函数duiying()可以简单地将字母与数字相互转换,方便加解密运算2、通过此次密码学实验，我对C语言编程实现多表代换加解密有了更为深入的理解，巩固了我对多表代换密码知识的掌握。

代换密码解码算法代换密码是一种简单的加密算法，它通过将明文中的字符替换为其他字符来隐藏真实信息。

解码代换密码算法的过程相对简单，只需按照密文中字符与明文中字符的对应关系，逐个替换就可以得到明文信息。

本文将介绍代换密码的解码算法以及其在实际应用中的一些局限性。

首先，我们需要了解代换密码的加密规则。

代换密码算法使用一个密钥表，密钥表将明文中的字符映射到密文中的字符。

根据密钥表的不同，代换密码可以有多种实现方式。

最简单的代换密码算法是凯撒密码，它将明文中的字母按照一定规律进行移位替换。

例如，密钥表中字母A对应密文中字母D，字母B对应密文中字母E，以此类推。

解码代换密码算法的关键就是找到密钥表的映射关系。

解码代换密码的第一步是确定使用了哪种代换密码算法。

根据密文中的特征，我们可以尝试不同的代换密码算法进行解码。

如果我们能够确认使用了凯撒密码，那么解码的工作就相对简单了。

凯撒密码的密钥表是固定的，只需要将密文中的字符按照相应的规则进行移位替换即可得到明文。

例如，如果密钥是3，那么密文中的字母A将替换为明文中的字母X，字母B将替换为明文中的字母Y，以此类推。

我们只需根据这种规律逆向操作，即将密文中的字符按照相应的规则向前移位，就能得到明文。

对于其他类型的代换密码，解码过程可能需要更多的分析工作。

我们需要观察密文中字符的频率分布情况。

在英文中，一些字母的使用频率较高，例如E、T和A等。

如果密文中的某个字符在出现的频率非常高，那么很有可能这个字符对应的是明文中的字母E。

通过观察频率分布情况，我们可以逐步建立密文字符与明文字符的映射关系，从而逐步解码出整个明文。

然而，代换密码算法也存在一些局限性。

首先，代换密码中的密钥表是固定的，只有知道了密钥表才能够正确解码。

如果对方使用了不同的密钥表，我们需要重新分析密文和明文之间的映射关系。

另外，代换密码只对单个字符进行替换，无法处理多个字符的组合。

这导致代换密码在处理较长的文本时效果不佳，因为它无法考虑到单词和词组之间的相关性。

代换密码应用的典型例子
代换密码是加密通信中使用的一种基本密码方式。

它通过替换明文中的字母或符号，来生成密文，从而保障信息的安全性。

以下是代换密码应用的典型例子：
1. 凯撒密码：凯撒密码是一种简单的代换密码，它的加密方式是将明文中每个字母都按照字母表顺序向后移动若干个位置，生成密文。

例如，将明文“hello”按照凯撒密码加密后，得到密文“khoor”。

2. 多项式密码：多项式密码是一种常见的代换密码，它的加密方式是将明文中的字母替换为多项式中对应的值，生成密文。

例如，将明文“hello”按照多项式密码加密后，得到密文
“8x^4+5x^3+12x^2+12x+15”。

3. 栅栏密码：栅栏密码是一种常见的代换密码，它的加密方式是将明文中的字母按照一定的规律排列成栅栏状，然后将栅栏中的字母逐列读取，生成密文。

例如，将明文“hello”按照栅栏密码加密后，得到密文“hloel”。

这些代换密码应用的典型例子，可以帮助我们更好地理解代换密码的加密原理，也为我们提供了一些基本的密码学技术。

在实际应用中，我们可以根据不同的需求，选择适合自己的代换密码方式，来保障信息的安全性。

- 1 -。

代换密码的加密原理
代换密码的加密原理是通过将明文中的每个字符（或一组字符）替换成密文中的另一个字符（或一组字符）来实现加密。

代换密码通常使用一个称为替换表的工具，该表将明文字符映射到密文字符。

代换密码可以分为两种类型：单字母代换密码和多字母代换密码。

1. 单字母代换密码：在单字母代换密码中，每个明文字符都直接映射到一个密文字符。

例如，替换表可以是：A→D，B→E，C→F...，X→A，Y→B，Z→C。

明文中的每个字符都被替换
成替换表中对应的字符。

2. 多字母代换密码：在多字母代换密码中，每个明文字符（或一组字符）都映射到一个或多个密文字符（或一组字符）。

例如，替换表可以是：THE→XYW，IS→BA，GREAT→PQR...，明文中的每个字符（或一组字符）都被替换成替换表中对应的字符（或一组字符）。

代换密码的安全性取决于替换表的复杂性和保密性。

如果替换表是固定的且容易被猜测到，那么加密的安全性就容易被攻击。

因此，为了增加代换密码的安全性，可以通过使用多个替换表、周期性更换替换表、随机选择替换表等方式来增加复杂性和保密性。

另外，代换密码也可以和其他加密技术（如置换密码或密码分组加密）结合使用，以进一步增强安全性。

数学与密码学解析数学在信息安全和密码学中的重要性数学与密码学：解析数学在信息安全和密码学中的重要性密码学是研究如何保护信息的科学，而数学则是密码学的基础。

数学在信息安全和密码学中扮演着重要的角色，密不可分。

本文将探讨数学在信息安全和密码学中的具体应用和重要性。

一、对称密码学对称密码学是密码学的基础，也是最古老的密码学形式之一。

在对称密码学中，发送者和接收者使用相同的密钥进行加密和解密。

在这个过程中，数学的概念和技术起到了至关重要的作用。

1.1 代换密码代换密码是对称密码学中广泛使用的一种方法。

它通过使用替代字母或符号来加密明文信息。

代换密码使用数学算法来对字母或符号进行操作，从而实现加密和解密的过程。

例如，凯撒密码就是一种代换密码，它通过将字母按照一定的规则进行位移来实现加密和解密。

1.2 数据加密标准（DES）数据加密标准（DES）是一种对称密码算法，它使用特定的密钥对数据进行加密和解密。

DES算法的设计基于数学原理，如置换和代换，通过多轮加密和解密来确保数据的安全性。

DES算法在信息安全领域的广泛应用表明了数学在对称密码学中的重要性。

二、非对称密码学非对称密码学是密码学的另一重要分支。

与对称密码学不同，非对称密码学使用不同的密钥进行加密和解密。

非对称密码学的核心理论是基于数学中的数论和代数结构。

2.1 公钥密码体制公钥密码体制是非对称密码学中的重要概念。

它使用一对密钥，即公钥和私钥。

公钥用于加密信息，而私钥则用于解密信息。

公钥密码体制的安全性基于数学问题的复杂性，如大数因子分解和离散对数问题。

这些数学问题的难解性是基于计算机科学和数学领域的重要成果。

2.2 RSA算法RSA算法是公钥密码系统中最常用的算法之一。

RSA算法使用大数的因子分解问题作为其安全基础。

通过选择足够大的素数和巧妙的数论算法，RSA算法可以保证信息的安全性。

在现代信息安全中，RSA算法广泛应用于数字签名和密钥交换等领域。

三、离散数学在密码学中的应用离散数学是密码学中的一门重要学科，它研究的是离散结构和离散运算。

课程：网络信息安全实验日期：2015年5 月7 日成绩：实验一古典密码算法【实验目的】理解代换密码学加密过程【网络环境】交换网络结构【实验工具】Matlab【实验原理】古典密码的加密方法一般是文字置换，使用手工或机械变换的方式实现。

古典密码的代表密码体制主要有：单表代替密码、多表代替密码及转轮密码。

【实验步骤】一.手动完成Kaiser密码（1）根据Kaiser密码的基本原理，写出当密钥k=3时,对应明文：data security has evolved rapidly 的密文：GDWDVHFXULWBKDVHYROYHGUDSLGOB 。

（2）进入Matlab，打开fangshe_cipher.m，并运行该程序，在明文输入区明文：data security has evolved rapidly。

输入密钥k1=1， k2=3，查看相应的密文，并与手动加密的密文进行比较。

GDWDVHFXULWBKDVHYROYHGUDSLGOB请根据密钥验证密文与明文对应关系是否正确。

二. Kaiser密码分析（1）进入Matlab，打开fangshe_cipher.m，并运行该程序，输入密钥k1=1，k2不为0，在明文输入区明文（要求明文有一定的意义以便让同组主机分析）。

请设置密钥参数k1：1请设置密钥参数k2：2明文：gameover 。

课程：网络信息安全实验日期：2015年5 月7 日成绩：（2）选择合适的密钥k2值完成Kaiser 加密，将密文记录下来。

密文：ICOGQXGT 。

（3）通知同组主机（不要告知密钥值k2）密文，让同组主机获取密文。

同组主机对密文进行Kaiser解密。

clc;clear;A='abcdefghijklmnopqrstuvwxyz';B='ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ';fprintf('==========仿射变换加密系统==========\n');k1=input('请设置密钥参数k1：');%k1应与26互素，k1=1时便是凯撒变换k2=input('请设置密钥参数k2：');C=input('请输入密文：');%输入小写字母，且要加上单引号d=length(C);D=zeros(1,d);Z='';for i=1:dfor j=1:26if A(j)==C(i)m=j-1;c=k1*m+26-k2;D(i)=rem(c,26);break;endendendfor i=1:dn=D(i)+1;课程：网络信息安全实验日期：2015年5 月7 日成绩：Z(i)=B(n);endfprintf('明文：');Z（4）同组主机调节密钥k2，从而进行密码分析（平均13次，最坏26次破解）。

单表代换密码课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解单表代换密码的概念，掌握其基本原理和应用方法。

2. 学生能运用所学知识，分析并解决实际问题，如编制和破译简单的单表代换密码。

3. 学生了解单表代换密码在历史和现实生活中的应用，提高对密码学的认识。

技能目标：1. 学生能够独立完成单表代换密码的编制和破译，提高逻辑思维和推理能力。

2. 学生通过小组合作，培养团队协作能力和沟通技巧，共同解决复杂问题。

3. 学生能够运用信息技术手段，如计算机软件，辅助完成单表代换密码的编制和破译。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对密码学的兴趣，激发学习主动性和积极性。

2. 学生通过学习单表代换密码，认识到信息安全的重要性，提高信息保护意识。

3. 学生在小组合作中，学会尊重他人意见，培养良好的团队精神和道德品质。

课程性质：本课程为信息技术与数学相结合的跨学科课程，注重培养学生的逻辑思维、动手能力和团队协作精神。

学生特点：六年级学生具有一定的信息素养和数学基础，对新鲜事物充满好奇心，喜欢动手操作和实践。

教学要求：结合学生特点，采用任务驱动、小组合作等教学方法，引导学生主动探究，提高课堂参与度。

将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 单表代换密码的基本概念与原理：- 引导学生了解密码学发展简史，认识单表代换密码的地位与作用。

- 讲解单表代换密码的构成要素，如密钥、加密算法和加密过程。

2. 单表代换密码的编制与破译：- 介绍单表代换密码的编制方法，如凯撒密码、替换密码等。

- 指导学生通过实际操作，学会编制和破译简单的单表代换密码。

3. 单表代换密码的应用实例：- 分析历史上著名的单表代换密码案例，如二战时期的恩尼格玛密码机。

- 讨论单表代换密码在现实生活中的应用，如计算机安全、通信加密等。

4. 密码学相关信息技术：- 结合计算机软件，介绍单表代换密码的编程实现方法。

- 引导学生了解信息安全领域的基本概念，提高信息保护意识。