内容发布更新时间 : 2024/12/25 14:52:11星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
实验1 古典密码学
一、 实验目的
通过编程实现替代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。
二、 实验原理
古典密码算法的主要应用对象是文字信息,利用密码算法实现文字信息的加密和解密。下面主要讲两种常见的具有代表性的古典密码算法。
1、替代密码
替代密码算法的原理是使用替代法进行加密,就是将明文中的字符用其他字符替代后形成密文。例如:明文字母a,b,c,d,用d,e,f,g作对应替换后形成密文.
替代密码包括多种类型,如单表替代密码、多明码替代密码、多字母替代密码、多表替代密码等。以单表替代密码——恺撒密码为例。它的加密方法就是将明文中的每个字母用此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的函数:
E(m)=(m+k)modn,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。
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排列顺序改变,从而实现明文信息的加密。置换密码有时又称为换位密码。
矩阵换位法是实现置换密码的一种常用方法。它将明文中的字母按照给定的
顺序安排在一个矩阵中,然后用根据密钥提供的顺序重新组合矩阵中的字母,从而形成密文。例如,明文为attack beings at five,密钥为cipher,将明文按照每行6个字母的形成排在矩阵中,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中各字母在字母表中出现的先后顺序,给定一个置换:
?123456? f???145326??
??根据上面的置换,将原有矩阵中字母按照第1,4,5,3,2,6列的顺序排列,则有下面的形式:
a a c t t k b i n g e s a i v f t e
从而得到密文:aba tgf tet cnv aii kse
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。
三、 实验环境
运行Windows或者Linux操作系统的PC机,具有gcc(Linux)、VC(Windows)
等C语言编译环境。
四、实验内容
1、
自己创建明文信息,并选择一个密钥,编写替代密码算法的实现程序,实现加密和解密操作;