密码学实验1
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实验1-1 古典密码算法
一． 实验原理
1. 替换密码
替换密码算法的原理是使用替换法进行加密，就是将明文中的字符用其他字符替代后形成的密文。例如：名文字母a、b、c、d用D、E、F、G作对应替换后形成密文。
例如：对于明文字母H，其在字母表中的位置数位8，设k=4，则按照上式计算出来的密文为L。
2. 置换密码
置换密码算法的原理是不改变明文字符，只将字符在明文中的字母按照给的顺序改变，从而实现明文信息的加密。置换密码有时候也称为换位密码。
例如：明文为attack begin five,密钥为cipher,将明文按照每行6列的形式排在矩阵中，形成如下形式：
a t t a c k
b e g i n s
a t f I v e
根据密钥cipher中的各字母在字母表中出现的先后顺序，给定一个置换：
F=(1 4 5 3 2 6)
根据上面的置换，将原有矩阵中的字母按照第一列、第四列、第五列、第三列、第二列、第六列的顺序排列，则有下列形式：
a a c t t k word格式-可编辑-感谢下载支持
b i n g e s
a i v f f e
从而得到密文：abaaiicnvtgftefkse
其解密的过程是根据密钥的字母数作为列数，将密文按照列、行的顺序写出，再根据由密钥给出的矩阵置换产生新的矩阵，从而恢复明文。
二 实验目的
通过编程实现替换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． 实验环境
运行windows或Linux操作系统的pc机，具有vc等c语言编译环境。
四． 实验内容
1.根据实验原理部分对替换密码算法的介绍，自己创建明文信息，并选择一个密钥k,编写替换密码算法的实现程序，实现加密和解密操作。
2.根据实验原理部分对置换密码算法的介绍，自己创建明文信息，并选择一个密钥k,编写替换密码算法的实现程序，实现加密和解密操作。
五 实验步骤
1.替换密码
其中明文为h,加密参数k=4，字母的个数n=26。实现环境为turboC
（1）代码如下： word格式-可编辑-感谢下载支持
#include
int encrypt(int n,int k); %声明加密函数
int decrypt(int n,int k); %声明解密函数
int main(void)
{
encrypt(26,4); %代入加密参数k=4,n=26
decrypt(26,4); %代入解密参数k=4,n=26
}
int encrypt(int n,int k) %加密函数
{
int c1,c2,c3;
char ch;
int CRYPT_OK;
int CRYPT_ERROR;
c1='h'; %声明明文c1=h
c2=c1-97; %将明文的值变为7，使26个字母分别对应于0-25
c3=(c2+k)%n; %进行加密变换
ch=c3+97; %将加密后的值变为它所对应的ASCII码
%判断是否加密成功 word格式-可编辑-感谢下载支持
if(ch!='h')
{
CRYPT_OK=1;
printf("ch=%c",ch);
return (CRYPT_OK); %加密成功返回CRYRT_OK
}
else
{
CRYPT_ERROR=1;
return (CRYPT_ERROR); %加密失败返回CRYPT_ERROR
}
}
%解密函数
int decrypt(int n,int k)
{
int c1,c2,c3;
char ch1;
int CRYPT_OK;
int CRYPT_ERROR;
c1='l'; %声明密文c1=l
c2=c1-97; %将密文变为11，使26个字母对应与整数0-25 word格式-可编辑-感谢下载支持
c3=(c2-k)%n; %进行解密
ch1=c3+97; %将解密后的值化成它所对应的ASCII码
%判断是否解密成功
if(ch1!='l')
{
CRYPT_OK=1;
printf("ch1=%c",ch1);
return (CRYPT_OK); 解密成功返回CRYPT_OK
}
else
{
CRYPT_ERROR=1;
return (CRYPT_ERROR); %解密失败返回CRYPT_ERROR
}
}
（2）运行结果
2.置换密码 word格式-可编辑-感谢下载支持
明文为：thiscr yptosy stemis notsec ure,其中加密的矩阵的字母按照第一列，第二列、第三列、第四列、第五列、第六列输出。
代码：
#include
#include
int encrypt(char str[10][10],int n); %加密函数
int decrypt(char str[10][10],int n); %解密函数
int main(void)
{
Char
string1[10][10]={{"thiscr"},{"yptosy"},{"stemis"},{"notsec"},{"ure"}}; %声明一个二维数组
int i,j; %声明循环变量
clrscr();
encrypt(string1,6); %将加密函数的值返回到主函数
decrypt(string1,6); %将解密函数的值返回到主函数
}
%加密过程 word格式-可编辑-感谢下载支持
int encrypt(char str[10][10],int n)
{
int i,j; %声明执行循环的变量
int CRYPT_OK=1; %给定返回值的初值
for(i=0;i { for(j=0;j { if(str[j][i]=='\0') %如果字符为\0，程序自动跳出循环 { break; } else { printf("%c",str[j][i]); %数组按照列的形式输出 } } printf("\n"); } return (CRYPT_OK); %加密成功返回CRYPT_OK } word格式-可编辑-感谢下载支持 %解密过程 int decrypt(char string1[10][10],int n) { int i,j; int CRYPT_OK=1; %给定返回值的初值 printf("the process of solving problem:\n"); %输出解密提示 for(i=0;i { for(j=0;j { if(string1[i][j]=='\0') { break; } else { printf("%c",string1[i][j]); %数组按照一行一行地输出 } } printf("\n"); } return (CRYPT_OK); %解密成功返回CRYPT_OK word格式-可编辑-感谢下载支持 } 测试结果：
