古典密码

实验1: 古典密码

一、实验名称和性质

二、实验目的

掌握古典密码体制中的基本加密解密运算，如加法密码、仿射密码等，几种典型的古典密码体制，如Hill体制，以及关于这些古典密码体制的一些破译方法。

三、实验的软硬件环境要求

硬件环境要求：

单机，无需上Internet网。

使用的软件名称、版本号以及模块：

使用Matlab，版本6.0或以上。

四、知识准备

前期要求掌握的知识：

Matlab编程

实验相关理论或原理：

古典密码的基本加密解密运算，几种典型古典密码的加密解密算法。

实验流程：

五、实验要求和注意事项

1．完成给出的程序中标有“-----------------------”部分的编程。

2．参照例子的做法，完成实验题目。要求给出完整的过程，包括程序，实验结果。

六、实验步骤和内容

1．基本的加密解密运算

例1. 使用加法密码（或称为移位密码）获得密文kddkmu，尝试所有的可能性来解密它。解：编写allshift程序，调用该程序

allshift('kddkmu')

运行结果为

kddkmu

leelnv

mffmow

nggnpx

ohhoqy

piiprz

qjjqsa

rkkrtb

sllsuc

tmmtvd

unnuwe

voovxf

wppwyg

xqqxzh

yrryai

zsszbj

attack 是列表上出现的唯一单词，所以它就是明文buubdl

cvvcem

dwwdfn

exxego

fyyfhp

gzzgiq

haahjr

ibbiks

jccjlt

function y = allshift(x);

% This function displays all of the shifts of the message x

for j=0:25,

------------ ;

disp(z);

end

function y = shift(x,b);

% This function performs the shift encryption function

% y = x + b mod 26

% We assume that x is a text string and b is a number

% The result is kept in text representation

xnum=text2int(x);

-----------------------;

y=int2text(ynum);

function y = text2int (x)

% This function takes the letter in the string x and converts

% it to an integer.

% The convention for this function is

% a --> 0

% b --> 1

% and so on...

if ( (x < 'a') | (x > 'z') ),

error('Text character out of range a-z');

end;

y=x - 'a'; %It helps to know Matlab tricks

function y = int2text (x)

% This function takes the number in the variable x and converts

% it to a character y.

% The convention for this function is

% a <-- 0

% b <-- 1

% and so on...

if ( (x < 0) | (x > 25) ),

error('Integer out of range 0 - 26');

end;

y=char(x + 'a'); %It helps to know Matlab tricks

例2. 运用仿射函数7x ＋8 加密明文信息cleopatra 。

解：编写affinecrypt 程序，调用该程序，得

affinecrypt('cleopatra',7,8)

ans =

whkcjilxi

function y = affinecrypt(x,a,b);

% This function performs the affine encryption function

% y = a x + b mod 26

% where (a,26) = 1

% The result is kept in numerical representation

--------------------------------

2．典型的古典密码体制

例3. 密文

22, 09, 00, 12, 03, 01, 10, 03, 04, 08, 01, 17

是使用如下的Hill 密码加密的：

1234567810⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭

试破解它。

解：

首先将加密矩阵放入变量K 。

>> K=[1 2 3;4 5 6;7 8 10]