实验1-古典密码算法
密码学-实验一古典密码算法
第1页 实验一 古典密码算法1、目的使学生认识理解古典密码算法：凯撒密码算法，维吉尼亚密码算法。
2、环境PC 1 PC 1 台、安装软件台、安装软件VC60VC60、、JBuilder8JBuilder8、、Delphi7Delphi7。
3、预备知识 1．凯撒密码的过程： 表1：字母编码表0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12a b c d e f g h i j k l m13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 n o p q r s t u v w x y z 再用配对字母取代信息里的原始字母位移加密法(shift cipher)：模数计算。
算。
E E k (x)=(x+k)mod 26(x)=(x+k)mod 26，，D k (y)=(y (y)=(y ––k)mod 26 如：如：k=5;k=5;k=5;““hello world hello world””加密为：加密为：mjqqt mjqqt ….2．维吉尼来密码维吉尼来方阵：（不区分大小写）数学表达式：[]([][])%26;C i P i K i =+ 验证：验证：V[0V[0V[0，，0]=00]=0；；V[25V[25，，25]=24 V[13V[13，，12]=25 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12a b c d e f g h i j k l m 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 n o p q r s t u v w x y z 解密：[]([][])%26;P i C i K i =-如：如：k=k=k=””BEST BEST””;“HELLO WORLD WORLD”加密为：”加密为：”加密为：IIDE IIDE …. 4字符一组：字符一组： hell OWOR LDBEST BEST BEST 以第一行字母为列标，2行为行标（为行标（B B ，H ）=I =I；； 解密：IIDEBEST BEST，，明文字母是B 行字母为I 的列号H ，或B 列=I 的行H 。
古典算法加密实验报告
一、实验目的通过本次实验，掌握古典加密算法的基本原理和实现方法，加深对古典加密算法的理解，提高编程能力。
二、实验内容本次实验主要涉及以下古典加密算法：1. 仿射密码2. 单表代替密码3. 维吉尼亚密码三、实验原理1. 仿射密码仿射密码是一种单字母替换密码，其加密原理为将明文进行0~25字母编码，按照加密公式计算出密文对应位置的字母编码，最后从密文的字母编码还原出密文对应位置的字母。
解密原理与加密原理相反。
2. 单表代替密码单表代替密码的加密原理为利用代替表，将明文中的每个字符映射到密文。
解密原理为对代替表进行反向查找，由密文映射回明文。
3. 维吉尼亚密码维吉尼亚密码的加密原理为通过加密方程Ci = (pi k(i mod m)) mod 26，由明文得到密文。
解密原理为解密过程是加密过程的逆过程，通过解密方程pi = (Ci k(i mod m)) mod 26。
四、实验步骤1. 仿射密码（1）编写加密函数encrypt，输入明文和密钥a、b，输出密文。
（2）编写解密函数decrypt，输入密文和密钥a、b，输出明文。
（3）测试加密和解密函数，验证其正确性。
2. 单表代替密码（1）编写加密函数subencrypt，输入明文和代替表，输出密文。
（2）编写解密函数subdecrypt，输入密文和代替表，输出明文。
（3）测试加密和解密函数，验证其正确性。
3. 维吉尼亚密码（1）编写加密函数vigenereencrypt，输入明文和密钥，输出密文。
（2）编写解密函数vigeneredecrypt，输入密文和密钥，输出明文。
（3）测试加密和解密函数，验证其正确性。
五、实验结果与分析1. 仿射密码通过编写encrypt和解密函数，成功实现了仿射密码的加密和解密过程。
实验结果表明，加密和解密函数运行正常，能够正确转换明文和密文。
2. 单表代替密码通过编写subencrypt和解密函数，成功实现了单表代替密码的加密和解密过程。
古典密码实验报告
哈尔滨工程大学实验报告实验名称：古典密码算法班级：学号：姓名：实验时间：2014年4月成绩：指导教师：实验室名称：哈尔滨工程大学实验室与资产管理处制一、实验名称古典密码算法二、实验目的通过编程实现经典的代替密码算法和置换密码，包括移位密码、维吉尼亚密码、周期置换密码、列置换密码，加深对代替技术的了解，为现代分组密码实验奠定基础。
三、实验环境（实验所使用的器件、仪器设备名称及规格）运行Windows 或Linux 操作系统的PC 机，具有gcc(Linux)、VC（Windows）等C 语言编译环境。
四、实验任务及其要求（1）根据实验原理部分对移位密码的介绍，自己创建明文信息，并选择一个密钥，编写移位密码的实现程序，实现加密和解密操作。
（2）根据实验原理部分对维吉尼亚密码的介绍，自己创建明文信息，并选择一个密钥，编写维吉尼亚密码的实现程序，实现加密和解密操作。
（3）根据实验原理部分对周期置换密码的介绍，自己创建明文信息，并选择一个密钥，编写周期置换密码的实现程序，实现加密和解密操作。
（4）根据实验原理部分对列置换密码的介绍，自己创建明文信息，并选择一个密钥，编写列置换密码的实现程序，实现加密和解密操作。
五、实验设计（包括原理图、真值表、分析及简化过程、卡诺图、源代码等）1．移位密码移位密码（Shift Cipher）是一种典型的单表替代密码，也称为加法密码。
移位密码的加密方法就是将明文中的每个字母用其在字母表后面的第k 个字母替代，它的加密过程可以表示为： c = (m + k) mod n其中，m 为明文字母在字母表中的位置数；n 为字母表中的字母总数；k 为密钥；c 为密文字母在字母表中对应的位置数。
相应的，移位密码的解密过程可以表示为：m = (c - k) mod n移位密码的一个典型代表就是凯撒密码（Ceaser Cipher），它是k=3 时的移位密码。
使用英文字母表的撒密码的加（解）密可以表示为：m = (c + 3) mod 26 m = (c - 3) mod 26，例如，明文：attacks at nine am密钥：3加密：将明文分组对每一个密文字母，依英文字母表，用其右的第 3 个字母代替密文：dwwdfnv dw qlqh dp另外，使用凯撒密码加密后的密文“dwwdfnvdwilyhsp”，其明文为“attacks at five pm”。
实验一古典加密算法的实现
凯撒密码映射表
明 A B C D E 文 密 D E F G H 文 F G H I J K L M I J K L M N O P
明 N O P Q R 文
S T U V W X Y Z
密 Q R S T U V W X Y Z撒密码的算法，对”Thisisanew term”进行加密 • 要求：（1）
要求
• 以密钥为：m＊n=3 ＊ 4，以及f= （（1234)(2413））对” ENGINEERING” 进行： • 要求：（1）
– 输入： ENGINEERING – 输出：（密文）
• （2）
– 输入：密文 – 输出： ENGINEERING
实验一 古典加密算法的实现
• 实验目的：
– 通过编程实现凯撒密码算法和矩阵换位密码算 法，加深对古典密码体制的了解。
• 实验原理：
– 古典加密算法的实验原理（详见下文ppt）
• 实验环境：
– 运行Windows操作系统的PC，TC编译环境
（1）凯撒密码加密算法
• 典型的单表代替密码是凯撒密码。 • 凯撒密码是最古老的代替密码，以英文26个字母 为例，它用D表示A，用E表示B，用F表示C，…， 用C表示Z，即：密文字母是明文字母后面的第三 个位置上的字母。这种映射关系表示为如下函数： • F（a）=（a十k）mod n • 其中：a表示明文字母，n为字符集中字母 个数，k=3为密钥。（移位密码、加法密码）
– 输入：Thisisanewterm – 输出：（密文）
• （2）
– 输入：密文 – 输出：Thisisanewterm
思考题:矩阵换位密码算法的实现
• 把明文中的字母按给定的顺序安排在一矩阵中，然 后用另一种顺序选出矩阵的字母来产生密文。 • 例：明文ENGINEERING按行排在3 × 4矩阵中，最 后一行不全用ABC…填充。 • E N G I 给置换f=((1234)(2413)) NIEG • N E E R ERNE • I NG A NAIG • 得到密文：NIEGERNENAIG • 密钥为：m＊n=3 ＊ 4，以及f= （（1234)(2413）） • 即：k=（m ＊ n，f）
实验一古典密码算法
实验一古典密码加密算法【实验目的】一般的密码学实验要求学习者编写实现加密法或分析工具的程序，但这势必要占用学习者较多的时间去调试程序，减少真正学习密码学的时间。
分析加密程序CAP是一款密码加密与分析的软件，包含了古典密码学和现代密码学常用的密码算法和分析工具。
学习者可以利用CAP更好地学习加密和密码分析技术，而不必花费大量的时间调试程序。
b5E2RGbCAP【实验目的】1、理解代替密码学加密过程；2、掌握置换密码学加密过程；3、自行设计恺撒密码<Caesar Cipher ）加密工具，并验证恺撒密码<Caesar Cipher ）加密过程；p1EanqFDPw4、掌握经典加密分析软件CAP的使用并验证古典密码加密算法；【实验环境】1、基于Windows的PC机一台；设计设计恺撒密码<Caesar Cipher ）加密工具时的软件环境根据学生自己选择的平台安装，本设计软件平台可以是C语言，Visual C++，Visual C#，Visual Basic均可，主要是实现恺撒密码<Caesar Cipher ）算法即可。
DXDiTa9E3d2、CAP加密与分析软件【实验内容】1、以C#平台为例说明恺撒密码<Caesar Cipher ）算法的实现。
程序主界面如图1所示：程序源码using System。
……(省略部分生成代码>namespace Encryption{publicpartialclassForm1 : Form{int key。
privatestring Encryption(int key,refstringInputString>RTCrpUDGiT{StringBuilder str = newStringBuilder(>。
char ch,chtemp。
int temp。
for(int i=0。
i<InputString.Length。
实验一 古典密码-Vigernere算法
int word_length = strlen(word);
int i, j, k;
for(i = 0; i < word_length; i++)
{
j = i % key_length;
if (word[i] >= 'a' && word[i] <= 'z')
{
k = word[i] - 'a';
k = (k + key[j] - 'A') % 26;
text[i] = k + 'a';
}
else if (word[i] >= 'A' && word[i] <= 'Z')
{
k = word[i] - 'A';
k = (k + key[j] - 'A') % 26;
Vigenere加密
图1Vigenere加密结果
2、Vigenere解密
图2Vigenere解密结果（输入正确密钥）
图3Vigenere解密结果（输入错误密钥）
四，实验中的问题及心得
示范源程序在DEV C++ 上运行时存在一个不足，就是选择输入错误时加密文件和秘钥输入后会提示输入错误，但不会在进行输入程序就结束了，所以我对代码进行部分调整，使选择输入错误时，继续输入字符串和秘钥，然后报错后可以重新选择输入。本次试验主要是要加深对古典密码体制的了解，掌握对字符进行灵活处理的方法。根据Vigenere密码的原理编写程序，对输入的符号串能够根据设置的密钥分别正确实现Vigenere加密和解密功能，由于长时间没有进行编程训练，一些以前掌握的编程技巧现在都不熟悉了，作为计算机专业的学生，还是要注意平时的训练，熟能生巧。
使用C语言实现古典加密
实训一古典加密算法一、实训目的熟悉古典数据加密的工作原理，并且能够利用相关加密算法进行加解密。
二、实训环境一台安装有Windows XP的计算机。
三、实训内容用C编写程序实现对某一文件内容用恺撒加密法进行加密，然后用解密程序进行解密。
四、实训步骤1、用C编写程序实现对某一文件内容用恺撒加密法进行加密。
2、用解密程序对密文进行解密。
五、实训效果检测上交加密程序、解密程序、原文（.txt文档）解:（1）使用的加密、解密程序代码如下：#include<stdio.h>#include<conio.h>#include<string.h>#include<malloc.h>char encrypt(char ch,int n)/*加密函数，把字符向右循环移位n*/{while(ch>='A'&&ch<='Z'){return ('A'+(ch-'A'+n)%26);}while(ch>='a'&&ch<='z'){return ('a'+(ch-'a'+n)%26);}return ch;}void menu()/*菜单，1.加密，2.解密，3.暴力破解，密码只能是数字*/{//clrscr();printf("\n========================================================="); printf("\n1.Encrypt the file");printf("\n2.Decrypt the file");printf("\n3.Force decrypt file");printf("\n4.Quit\n");printf("=========================================================\n"); printf("Please select a item:");return;}void main(){int i,n;char ch0,ch1;FILE *in,*out;char infile[20],outfile[20];//textbackground(BLACK);//textcolor(LIGHTGREEN);//clrscr();menu();ch0=getch();while(ch0!='4'){if(ch0=='1'){// clrscr();printf("\nPlease input the infile:");scanf("%s",infile);/*输入需要加密的文件名*/if((in=fopen(infile,"r"))==NULL){printf("Can not open the infile!\n");printf("Press any key to exit!\n");getch();}printf("Please input the key:");scanf("%d",&n);/*输入加密密码*/printf("Please input the outfile:");scanf("%s",outfile);/*输入加密后文件的文件名*/if((out=fopen(outfile,"w"))==NULL){printf("Can not open the outfile!\n");printf("Press any key to exit!\n");fclose(in);getch();}while(!feof(in))/*加密*/{fputc(encrypt(fgetc(in),n),out);}printf("\nEncrypt is over!\n");fclose(in);fclose(out);// sleep(1);}if(ch0=='2'){// clrscr();printf("\nPlease input the infile:"); scanf("%s",infile);/*输入需要解密的文件名*/if((in=fopen(infile,"r"))==NULL) {printf("Can not open the infile!\n");printf("Press any key to exit!\n");getch();// exit(0);}printf("Please input the key:");scanf("%d",&n);/*输入解密密码（可以为加密时候的密码）*/ n=26-n;printf("Please input the outfile:");scanf("%s",outfile);/*输入解密后文件的文件名*/if((out=fopen(outfile,"w"))==NULL){printf("Can not open the outfile!\n");printf("Press any key to exit!\n");fclose(in);getch();// exit(0);}while(!feof(in)){fputc(encrypt(fgetc(in),n),out);}printf("\nDecrypt is over!\n");fclose(in);fclose(out);// sleep(1);}if(ch0=='3'){// clrscr();printf("\nPlease input the infile:");scanf("%s",infile);/*输入需要解密的文件名*/if((in=fopen(infile,"r"))==NULL){printf("Can not open the infile!\n");printf("Press any key to exit!\n");getch();// exit(0);}printf("Please input the outfile:");scanf("%s",outfile);/*输入解密后文件的文件名*/if((out=fopen(outfile,"w"))==NULL){printf("Can not open the outfile!\n");printf("Press any key to exit!\n");fclose(in);getch();// exit(0);}for(i=1;i<=25;i++)/*暴力破解过程，在察看信息正确后，可以按'Q'或者'q'退出*/ {rewind(in);rewind(out);// clrscr();printf("==========================================================\n"); printf("The outfile is:\n");printf("==========================================================\n"); while(!feof(in)){ch1=encrypt(fgetc(in),26-i);putch(ch1);fputc(ch1,out);}printf("\n========================================================\n");printf("The current key is: %d \n",i);/*显示当前破解所用密码*/printf("Press 'Q' to quit and other key to continue......\n");printf("==========================================================\n");ch1=getch();if(ch1=='q'||ch1=='Q')/*按'Q'或者'q'时退出*/{// clrscr();printf("\nGood Bye!\n");fclose(in);fclose(out);// sleep(3);// exit(0);}}printf("\nForce decrypt is over!\n");fclose(in);fclose(out);// sleep(1);}menu();ch0=getch();}//clrscr();printf("\nGood Bye!\n");（2）原文文件为whx.txt，其内容：ahhdhjshjdhjsdhj。
实验吧_密码学实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景密码学是一门研究信息加密与解密的学科，它广泛应用于信息安全领域。
为了更好地理解密码学的基本原理和算法，我们选择了实验吧平台上的密码学实验进行学习。
本次实验旨在通过实际操作，加深对古典密码、对称密码和不对称密码等密码学基本概念的理解，提高密码学应用能力。
二、实验目的1. 理解并掌握古典密码的基本原理和算法；2. 掌握对称密码和不对称密码的基本原理和算法；3. 通过实验操作，提高密码学应用能力；4. 培养团队协作和解决问题的能力。
三、实验内容1. 古典密码实验（1）仿射密码原理：仿射密码是一种单字母替换密码，加密公式为：C = (aP + b) mod 26，其中C为密文字母，P为明文字母，a和b为密钥。
操作步骤：1）编写加密函数encrypt，实现仿射密码加密；2）编写解密函数decrypt，实现仿射密码解密；3）测试加密和解密函数，验证其正确性。
（2）单表代替密码原理：单表代替密码是一种将明文字符映射到密文字符的替换密码。
操作步骤：1）编写加密函数subencrypt，实现单表代替密码加密；2）编写解密函数subdecrypt，实现单表代替密码解密；3）测试加密和解密函数，验证其正确性。
（3）维吉尼亚密码原理：维吉尼亚密码是一种多字母替换密码，加密公式为：C = (P + K[i]) mod 26，其中C为密文字母，P为明文字母，K为密钥，i为索引。
操作步骤：1）编写加密函数vigenereencrypt，实现维吉尼亚密码加密；2）编写解密函数vigeneredecrypt，实现维吉尼亚密码解密；3）测试加密和解密函数，验证其正确性。
2. 对称密码实验（1）DES加密算法原理：DES（Data Encryption Standard）是一种分组加密算法，采用56位密钥，64位分组。
操作步骤：1）编写DES加密函数desencrypt，实现DES加密；2）编写DES解密函数desdecrypt，实现DES解密；3）测试加密和解密函数，验证其正确性。
实验1-古典密码算法
实验1－古典密码算法一、实验目的通过编程实现替代密码算法和置换密码算法，加深对古典密码体系的了解，为以后深入学习密码学奠定基础。
二、实验原理古典密码算法曾被广泛应用，大都比较简单。
它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。
其中替代密码和置换密码是具有代表性的两种古典密码算法。
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做对应替换后形成密文。
最早的替代密码是由Julius Caesar 发明的Caesar （恺撒）密码，又叫循环移位密码。
它的加密过程可以表示为下面的函数：E(m) = (m+k ) mod n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。
例如，对于明文字母H，其在字母表中的位置数为8，设k=4，则按照上式计算出来的密文为L，计算过程如下：E(8) = (m+k ) mod n = (8+4 ) mod 26 = 12 = L 解密算法是：m = D(L) =（L-k）mod 262、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，然后又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 begins at five ，密钥为 cipher ，将明文按照每行6个字母的形式排在矩阵中，形成如下形式：a t t a c kb e g i n sa 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，得到给定的一个置换：f = 1 4 5 3 2 6因此有：密钥： 1 4 5 3 2 6明文： a t t a c kb e g i n sa t f i v e根据上面的置换，将原有矩阵中的字母按照第1列、第4列、第5列、第3列、第2列、第6列的顺序排列、则有下面的形式：a a c t t kb i n g e sa i v f t e从而得到密文：abatgftetcnvaiikse其解密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。
实验一古典加密算法
实验⼀古典加密算法实验⼀古典加密算法⼀、实习⽬的1、熟悉java平台的开发环境2、理解常见古典加密算法：凯撒密码、多字母替代密码、多表替代密码3、理解古典加密技术中的替换技术、置换技术。
⼆、实习内容1、问题描述凯撒密码是把字母表中的每个字母⽤该字母后的某个字母进⾏代替。
凯撒密码的通⽤加密算法是：C=E(p)=(P+K)mod26 0凯撒密码的通⽤解密算法是：C=E(p)=(P-K)mod26 02、基本要求实现凯撒密码的加密、解密算法，能够根据⽤户选择密钥和明⽂进⾏加解密。
3、实现提⽰若⽤户输⼊错误信息则可进⾏提⽰。
三、程序设计1、⽤户可以通过键盘输⼊⼀⾏字符串和所要移动的位数，作为所要实现加密的明⽂。
2、由于字母表中共有26个字符，因此，移位前应先将移动的位数和26取模。
Java平台中可以实现字符和证书的⾃动转换，因此将字符加上⼀个正整数代表在字母表中右移位数。
如果移动的位数为负值，则代表在字母中的左移位。
3、移位后仍要判断是否超界，如果超界，则应该做相应的运算，如果c<’a’,则应该加上26,如果c>’z’，则应该减去26,同理c<’A’,则应该加上26,如果c>’Z’，则应该减去26.四、实现测试运⾏界⾯如下：测试⼀：输⼊⼀串字符sdfasdfsd，输⼊⼀个正整数5，运⾏结果如下：测试⼆：输⼊同测试⼀相同的⼀串字符sdfasdfsd，输⼊⼀个负整数-5，运⾏结果如下：测试三：输⼊⼀串字符xyzxxxy，输⼊⼀个正整数5，此时已经超界，运⾏结果如下：测试四：当输⼊的字符中有数字等⾮字母字符时例如sdf323，此时加密内容不合理，运⾏结果如下：经过以上测试结果可知，程序正确五、实习总结：通过这次实习，我加深了对对凯撒密码的定义的理解，即是把字母表中的每个字母⽤该字母后的某个字母进⾏代替，在对程序设计时，改开始没有考虑周全，没有考虑到移动位数为负值的情况，从⽽出现当输⼊值不正确时程序会报错，其中越界情况⽐较⿇烦，既要考虑到要将输⼊的数字取模，防⽌越界，⼜要考虑到将字母右移后要判断是否越界，其次还要考虑所输⼊字符是否符合标准，总之这次实习也告诉我缜密的思维在程序设计中也是⽐不可少的。
密码分析学实验报告
一、实验目的本次实验旨在让学生了解密码分析学的基本原理和方法，掌握密码分析的基本步骤，并能够运用所学知识对简单的加密算法进行破解。
通过实验，提高学生对密码分析学的认识和实际操作能力。
二、实验内容1. 实验背景密码分析学是研究密码的编制和破译的学科，其主要任务是分析密码系统的安全性，找出其弱点，从而提高密码系统的安全性。
本次实验将针对古典密码和现代密码进行分析。
2. 实验步骤（1）古典密码分析①移位密码分析：选取一组明文和密钥，通过编写程序实现移位密码的加密和解密操作，观察并分析加密结果。
②维吉尼亚密码分析：选取一组明文和密钥，通过编写程序实现维吉尼亚密码的加密和解密操作，观察并分析加密结果。
③周期置换密码分析：选取一组明文和密钥，通过编写程序实现周期置换密码的加密和解密操作，观察并分析加密结果。
（2）现代密码分析①公钥密码分析：选取一组公钥和私钥，通过编写程序实现公钥密码的加密和解密操作，观察并分析加密结果。
②对称密码分析：选取一组密钥，通过编写程序实现对称密码的加密和解密操作，观察并分析加密结果。
3. 实验结果与分析（1）古典密码分析结果①移位密码：通过编写程序，我们可以观察到当密钥正确时，加密后的密文与明文之间的差异较大；当密钥错误时，加密后的密文与明文之间的差异较小。
②维吉尼亚密码：通过编写程序，我们可以观察到当密钥正确时，加密后的密文与明文之间的差异较大；当密钥错误时，加密后的密文与明文之间的差异较小。
③周期置换密码：通过编写程序，我们可以观察到当密钥正确时，加密后的密文与明文之间的差异较大；当密钥错误时，加密后的密文与明文之间的差异较小。
（2）现代密码分析结果①公钥密码：通过编写程序，我们可以观察到当公钥和私钥正确时，加密后的密文与明文之间的差异较大；当公钥和私钥错误时，加密后的密文与明文之间的差异较小。
②对称密码：通过编写程序，我们可以观察到当密钥正确时，加密后的密文与明文之间的差异较大；当密钥错误时，加密后的密文与明文之间的差异较小。
古典密码实验报告
一、实验名称古典密码实验二、实验目的1. 了解古典密码的基本原理和分类。
2. 掌握几种常见的古典密码（如移位密码、凯撒密码、维吉尼亚密码等）的加密和解密方法。
3. 通过编程实现古典密码的加密和解密过程，加深对密码学基础知识的理解。
三、实验内容1. 移位密码2. 凯撒密码3. 维吉尼亚密码4. 暴力破解方法四、实验原理1. 移位密码：将明文字符按照一定的规律进行移位，实现加密。
解密时，将密文字符反向移位，还原明文。
2. 凯撒密码：将明文字符按照固定的偏移量进行移位，实现加密。
解密时，将密文字符反向移位，还原明文。
3. 维吉尼亚密码：利用密钥对明文字符进行加密。
加密时，根据密钥中的字符对应明文字符的偏移量，实现加密。
解密时，根据密钥中的字符对应密文字符的偏移量，实现解密。
4. 暴力破解方法：通过遍历所有可能的密钥，尝试解密密文，找到有意义的明文。
五、实验步骤1. 移位密码（1）创建一个字符串作为明文，例如：“Hello, World!”（2）定义移位量，例如：3（3）编写加密函数，将明文字符按照移位量进行移位，得到密文。
（4）编写解密函数，将密文字符反向移位，还原明文。
2. 凯撒密码（1）创建一个字符串作为明文，例如：“Hello, World!”（2）定义密钥，例如：3（3）编写加密函数，将明文字符按照密钥的偏移量进行移位，得到密文。
（4）编写解密函数，将密文字符反向移位，还原明文。
3. 维吉尼亚密码（1）创建一个字符串作为明文，例如：“Hello, World!”（2）定义密钥，例如：“key”（3）编写加密函数，根据密钥中的字符对应明文字符的偏移量，实现加密。
（4）编写解密函数，根据密钥中的字符对应密文字符的偏移量，实现解密。
4. 暴力破解方法（1）创建一个字符串作为密文，例如：“Khoor, Zruog!”（2）编写暴力破解函数，遍历所有可能的密钥，尝试解密密文。
（3）找到有意义的明文，即为破解成功。
古典密码的实验报告
一、实验目的1. 了解古典密码的基本原理和分类。
2. 掌握仿射密码、维吉尼亚密码和单表密码的加解密过程。
3. 熟悉古典密码的攻击方法，提高密码学素养。
二、实验内容1. 仿射密码（1）原理：仿射密码是一种单表代换密码，其加密和解密过程均采用一个密钥a 和b。
其中，a与26互素，b是任意整数。
加密公式为：C = (aP + b) mod 26，解密公式为：P = a^(-1)(C - b) mod 26。
（2）实现过程：① 随机生成满足条件的密钥a和b。
② 使用加密公式对明文进行加密。
③ 使用解密公式对密文进行解密。
2. 维吉尼亚密码（1）原理：维吉尼亚密码是一种多表替代密码，使用多个凯撒密码字母表对明文进行替代。
加密和解密过程都涉及到密钥，密钥的长度与明文长度相同。
（2）实现过程：① 选择一个密钥，生成对应的凯撒密码字母表。
② 按照密钥的顺序，依次对明文中的每个字母进行替代。
③ 解密过程与加密过程相反。
3. 单表密码（1）原理：单表密码是一种简单的代换密码，将明文中的每个字母映射到密文中的另一个字母。
（2）实现过程：① 创建一个代替表，将明文中的每个字母映射到密文中的另一个字母。
② 按照代替表对明文进行加密。
③ 解密过程与加密过程相反。
三、实验结果与分析1. 仿射密码实验结果通过实验，我们成功实现了仿射密码的加密和解密过程。
加密过程生成的密文在解密过程中能够正确还原成明文。
2. 维吉尼亚密码实验结果实验结果表明，维吉尼亚密码的加密和解密过程同样成功。
密钥的长度与明文长度相同，加密效果较好。
3. 单表密码实验结果单表密码的实验结果同样令人满意。
通过创建代替表，我们能够将明文正确映射到密文，解密过程也能成功还原明文。
四、实验结论1. 古典密码的基本原理和分类已经掌握。
2. 仿射密码、维吉尼亚密码和单表密码的加解密过程已经熟练掌握。
3. 古典密码的攻击方法有所了解，为以后学习现代密码学奠定了基础。
五、实验心得通过本次实验，我对古典密码有了更深入的了解。
实验一
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）。
现代密码学实验(题目+代码)
if(gcd(a)==0)
cout<<"密钥a有误，与26不互素"<<endl;
else
{
if(z==0)////加密算法
{
ifstream in("a.txt");
ofstream out("b.txt");
vector<int> s;
for(char x;in>>x; )
s.push_back(int(x));
ofstream out("afor(char x;in>>x; )
s.push_back(int(x));
for(int i=0;i<s.size();++i)
{
s[i]=inv(a)*(s[i]-97-b+26)%26;
out<<char(s[i]+97)<<' ';
vector<int> s;
vector<int> n(26,0);
for(int i=0;i<26;++i)
s.push_back(97+i);
for(char x;in>>x; )
for(int i=0;i<26;++i)
if(int(x)==s[i]){
n[i]++;}
float sum=0.0;
D
请输入密钥a和b：
5 6
解密成功！密文请见“a.txt”
Press any key to continue
}
试验一：古典密码学
实验一：古典密码体制一、实验目的（1）通过使用“RSA密码体制”算法对实际的数据进行加密和解密来了解古典密码体制的原理。
（2）通过本实验，使学生简要了解密码学的基本知识，了解古典密码学的加密方法，具体掌握一种古典加密方法。
二、实验要求（1）用V C++写出加密、解密程序代码。
（要求完成加密和解密,明文仅限为英文字母、空格和标点符号）；（2）运行自己编写的程序，输入素数p=7,q=13：明文为：I am a student！，得出相应的密文，并对其解密，验证解密后得到的明文是否是 I am a student！。
三、相关知识古典密码学的加密解密技术包含单表和多表密码体制，“标准字头密码体制”加密体制算法是一种单表密码体制，主要原理是首先选择一个密钥字如：cipher，则四、程序设计思路（参考）1.首先设定两个按字母表顺序排列的英文小写字母数组alph_h（作为对照用）, alph_b（用于中间过度）；2.然后设置一个密钥字key（字中字母互不相同）；3.根据密钥字，把key中的所有字母从alph_b中去掉，同时，alph_b数组中的元素前移（关于数组中元素前移，做一个FOR循环，发现alph_b中的第J个元素与key中某个元素相同，则alph_b [j]= alph_b [j+1]）4.然后再把key和alph_b合并,并赋给key中。
(alph_b中的第i个元素赋给key中第i+6)；5.这样alph_h和key就通过下标形成了对应关系；6.输入密钥字、明文(密钥字、明文输入时，要注意：当输入有空格时cin函数不能用，要用getchar()函数)；7.根据明文中的字母与alph_h中的对应关系，从key 中相应位置得到对应的密文字母。
最终得到全部密文；8.同样根据密文中的字母与key中的对应关系，从alph_h中相应位置得到对应的明文字母,即可得到解密代码。
四、实验步骤1.根据试验原理部分对单表密码体制的介绍，掌握标准字头密码体制”算法对实际的数据进行加密和解密来了解古典密码体制的原理。
实验一 古典密码Vigenere 实验报告
实验环境
实验 内容
1、根据实验原理部分对 Vigenere 密码算法的介绍，编写 Vigenere 加密算法的实现 程序，要求：用户从键盘输入密钥 k 和任意的明文信息，输出相应的密文。
2、针对以上加密程序段，编程实现解密。要求：解密的对象就是上一程序段的输 出结果。 要求： 上述密码算法的实现程序命名为 vigenere.c， 分别提供加、 解密函数： encrypt( ) 和 decrypt( ) 。
实验名称
古典密码算法
通过编程实现 Vigenere 密码的加、解密算法，加深对古典密码体制的了解，为
实验目的 深入学习密码学奠定基础。
Vigenere 体制是 1586 年由法国密码学家 Blaise de Vigenere 发明的多表简单加法 密码。 设明文 m = m1 m2 L mn ，密钥
k = k1 k 2 L k n ,
则密文
c = E k (m) = c1 c 2 L c n
实验原理
其中ci = (mi + k i )mod26, i = 1,2,L, n.
当密钥的长度比明文短时，密钥可以周期性的重复使用，直至完成文中 每个字母的加密。
运行 Windows 操作系统的 PC 机，具有 VC++ 6.0 语言编译环境。
实 验 过 程
实验 结果 示例
实验 心得
学号姓名班级时间成绩实验名称古典密码算法实验目的通过编程实现vigenere密码的加解密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
陕西师范大学数学与信息科学学院 信 息 安 全 实 验 报 告
学号________姓名 姓名________ 班级 班级________ 时间 时间________ 成绩 成绩_______ 学号 姓名
古典密码算法
古典密码算法实验⼀古典密码算法古典密码算法曾经被⼴泛应⽤，⼤都⽐较简单，使⽤⼿⼯和机械操作来实现加密和解密。
它的主要对象是⽂字信息，利⽤密码算法实现⽂字信息的加密和解密。
古典密码学可以分为代替密码（也叫做移位密码）和置换密码（也叫做换位密码）两种，其中代替密码典型的有Caesar密码，数乘密码和仿射变换等，置换密码有单表置换和多表置换等。
⼀、实验⽬的1.理解代替密码学加密过程2.理解置换密码学加密过程⼆、实验环境Windows，交换⽹络结构，每组2⼈，VC++6.0，密码⼯具三、实验原理1.Caesar（恺撒）密码Caesar密码是传统的代替加密法，当没有发⽣加密（即没有发⽣移位）之前，其置换表如1-1所⽰。
加密时每⼀个字母向前推移k位，例如当k=5时，置换表如1-2所⽰。
于是对于明⽂：data security has evolved rapidly经过加密后就可以得到密⽂：IFYF XJHZWNYD MFX JATQAJI WFUNIQD若令26个字母分别对应整数0～25，如表1-3所⽰。
则Caesar加密变换实际上是：c=(m+k)mod26其中m是明⽂对应的数据，c是与明⽂对应的密⽂数据，k是加密⽤的参数，也称为密钥。
很容易得到相应的Caesar解密变换是：m=D(c)=(c–k)mod26例如明⽂：data security对应的数据序列：301901842201781924当k=5时经过加密变换得到密⽂序列：852452397252213243对应的密⽂为：I F Y F X J H Z W N Y D2.单表置换密码单表置换密码也是⼀种传统的代替密码算法，在算法中维护着⼀个置换表，这个置换表记录了明⽂和密⽂的对照关系。
当没有发⽣加密（即没有发⽣置换）之前，其置换表如1-4所⽰。
在单表置换算法中，密钥是由⼀组英⽂字符和空格组成的，称之为密钥词组，例如当输⼊密钥词组：I LOVE MY COUNTRY 后，对应的置换表如表1-5所⽰。
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实验1－古典密码算法一、实验目的通过编程实现替代密码算法和置换密码算法，加深对古典密码体系的了解，为以后深入学习密码学奠定基础。
二、实验原理古典密码算法曾被广泛应用，大都比较简单。
它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。
其中替代密码和置换密码是具有代表性的两种古典密码算法。
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做对应替换后形成密文。
最早的替代密码是由Julius Caesar 发明的Caesar （恺撒）密码，又叫循环移位密码。
它的加密过程可以表示为下面的函数：E(m) = (m+k ) mod n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。
例如，对于明文字母H，其在字母表中的位置数为8，设k=4，则按照上式计算出来的密文为L，计算过程如下：E(8) = (m+k ) mod n = (8+4 ) mod 26 = 12 = L 解密算法是：m = D(L) =（L-k）mod 262、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，然后又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 begins at five ，密钥为 cipher ，将明文按照每行6个字母的形式排在矩阵中，形成如下形式：a t t a c kb e g i n sa 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，得到给定的一个置换：f = 1 4 5 3 2 6因此有：密钥： 1 4 5 3 2 6明文： a t t a c kb e g i n sa t f i v e根据上面的置换，将原有矩阵中的字母按照第1列、第4列、第5列、第3列、第2列、第6列的顺序排列、则有下面的形式：a a c t t kb i n g e sa i v f t e从而得到密文：abatgftetcnvaiikse其解密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PC机，C或C++编译环境四、实验内容和步骤1、替代算法：（1）根据实验远离部分对替代密码算法的介绍，创建明文信息，并选择一个密钥k，编写替代密码算法的实现程序，实现加密和解密操作。
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。
（2）结果截图：（3）流程图：2、置换算法（1）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字母，从而形成密文。
（2）实验截图：（3）1、回答问题：试分析两种密码算法的安全性，以及如何改进。
替代密码中使用特定的公式将结果加密并得到结果，以此并加以加密和解密，算法比较简单。
置换密码中使用二维数组对信息进行加密和解密，这中工作使信息安全性更好一些2、本次实验的体会总结。
了解古典密码算法并不代表能写出来程序，除了写程序要注意的各个细节，还要将脑海里的想法转化为流程图并用c语言实现。
感觉做出的程序并不是很好，替代算法简单一点，置换算法花费了大量的时间，还只是勉强成功。
意识到自己太弱，还需要付出更多的努力。
替代密码：#include<stdio.h>#include<math.h>#include<string.h>#include<conio.h>#define N 500int main(){int i=0,k,m,n,l;char str1[N],str2[N]; /*C=M+K...K is key...*/textbackground(RED);textcolor(LIGHTGREEN);clrscr();printf("This is a code password program......\n"); printf("Please input proclaimed in writing(M)::\n"); gets(str1);/*输入要加密的明文M*/printf("Please input the key(K)(int)::\n");scanf("%d",&k);/*输入密钥K*/m=strlen(str1);/*测试明文的长度*/printf("The M length is %d\n",m);printf("ciphertext(C) is ::\n\n");for(i=0;i<m;i++)/*加密的过程*/{n=(int)str1[i];/*将字符转换成ASCII*/if(str1[i]==' ')/*如果字符串中出现空格返回空格*/ {printf(" ");str2[i]=str1[i];}else if(n>96&&n<123)/*对小写进行加密*/{n=(n-97+k)%26;if(n<0)n=26+n;l=(char)(n+97);printf("%c",l);str2[i]=l;}else if(n>64&&n<91)/*对大写进行加密*/{n=(n-65+k)%26;if(n<0)n=26+n;l=(char)(n+97);printf("%c",l);str2[i]=l;}}str2[i]='\0';/*--------------------------------*/printf("\n\nThe C length is %d",strlen(str2));printf("When the ciphertext is '%s',\nThe password program is...::\n\n",str2); m=strlen(str2); for(i=0;i<m;i++)/*解密过程*/{n=(int)str2[i];/*将字符转换成ASCII*/if(str2[i]==' ')/*如果是空格，返回的也是空格*/{printf(" ");}else if(n>96&&n<123)/*对小写进行解密*/{ n=(n-97-k)%26; if(n<0)n=26+n;l=(char)(n+97);printf("%c",l);}else if(n>64&&n<91)/*对大写进行解密*/{n=(n-65-k)%26;if(n<0)n=26+n;l=(char)(n+97);printf("%c",l);}}str1[i]='\0';getch();return 0;}置换算法:#include<stdio.h>#include<math.h>#include<string.h>#include<conio.h>#define N 100int main(){ /*----------------------------*/int i,j,lenK,lenM,m,n,temp;int T[N];char K[N],M[N],C[N],Temp1[N],Temp2[N],Temp3[N];textbackground(GREEN);textcolor(RED);clrscr(); /*----------------------------*/printf("This is a substitution cipher...\n");printf("Please input the M::\n");/*输入明文M*/gets(M);printf("Please input the K::\n");/*输入密钥K*/gets(K);lenK=strlen(K);lenM=strlen(M);/*测设长度*/m=lenM/lenK;n=lenK;/*定义矩阵的长和宽*/for(i=0;i<lenK;i++)/*对密钥进行数字排序*/{temp=0;for(j=0;j<lenK;j++){if((int)K[i]<(int)K[j]){temp+=1;}}T[i]=lenK-temp;printf("%d ",T[i]);/*输出各字符对应的数字顺序*/ } /*--------------------------------*/printf("\n\nFirst........\n\n");for(i=0;i<m;i++)/*根据密钥将明文排列成矩阵*/{for(j=0;j<n;j++){Temp1[i*lenK+j]=M[i*lenK+j];printf("%c ",Temp1[i*lenK+j]);}printf("\n");}Temp1[lenM]='\0'; /*--------------------------------*/ printf("\nSecond........\n\n");/*进行第一次置换*/for(i=0;i<lenK;i++){for(j=0;j<m;j++){Temp2[j*lenK+i]=Temp1[j*lenK+T[i]-1];}}Temp2[lenM]='\0';for(i=0;i<m;i++){for(j=0;j<lenK;j++){printf("%c ",Temp2[i*lenK+j]);}printf("\n");} /*-------------------------------*/printf("\nThird.......\n\n");/*进行第二次置换*/for(i=0;i<lenK;i++){for(j=0;j<m;j++){Temp3[j*lenK+i]=Temp2[j*lenK+T[i]-1];}}Temp3[lenM]='\0';for(i=0;i<m;i++){for(j=0;j<lenK;j++){printf("%c ",Temp3[i*lenK+j]);}printf("\n");}/*-----------------------------*/printf("The substitution cipher is...\n");/*输出结果*/for(j=0;j<lenK;j++){for(i=0;i<m;i++){printf("%c",Temp3[i*lenK+j]);}}getch();return 0;}。