密码学实验之凯撒密码和维吉尼亚密码的加解密

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维吉尼亚算法_实验报告

维吉尼亚算法_实验报告

一、实验目的1. 理解维吉尼亚密码算法的原理和加密解密过程。

2. 掌握维吉尼亚密码算法的编程实现。

3. 通过实验,提高对密码学基础知识的理解和应用能力。

二、实验原理维吉尼亚密码算法是一种多表密码,由法国密码学家布莱斯·德·维吉尼亚(Blaise de Vigenère)于16世纪提出。

该算法利用一个密钥来生成一系列凯撒密码,通过将这些凯撒密码依次应用于明文,实现对明文的加密。

加密过程如下:1. 编号:将A-Z以编号0-25编号;2. 选取密钥:举例:wangyuhang;3. 明文处理:去掉所有空格;4. 密钥处理:将密钥重复排列;5. 加密:将明文每个字母和密钥对应位置的字母相加(mod 26),得到新的字母;6. 输出密文。

解密过程如下:1. 编号:将A-Z以编号0-25编号;2. 获取密钥:举例:wangyuhang;3. 密文处理:去掉所有空格;4. 密钥处理:将密钥重复排列;5. 解密:将密文每个字母和密钥对应位置的字母相减(mod 26),得到原始明文;6. 输出明文。

三、实验环境1. 操作系统:Windows 102. 编程语言:C++3. 开发工具:Visual Studio 2019四、实验步骤1. 创建一个名为“VigenereCipher”的C++项目。

2. 在项目中创建一个名为“VigenereCipher.h”的头文件,用于声明加密和解密函数。

3. 在项目中创建一个名为“VigenereCipher.cpp”的源文件,用于实现加密和解密函数。

4. 在项目中创建一个名为“main.cpp”的主程序文件,用于调用加密和解密函数,并进行测试。

5. 编写代码实现以下功能:(1)将明文和密钥转换为数字编码;(2)将数字编码相加(加密)或相减(解密)(mod 26);(3)将数字编码转换回字母编码;(4)输出加密后的密文和解密后的明文。

五、实验结果与分析1. 加密过程输入明文:we are discovered save yourself密钥:wangyuhang输出密文:senxadvyyoikneqywvrekueyals2. 解密过程输入密文:senxadvyyoikneqywvrekueyals密钥:wangyuhang输出明文:wearediscoveredsaveyourself通过实验,验证了维吉尼亚密码算法的正确性和实用性。

凯撒密码实验报告

凯撒密码实验报告

凯撒密码实验报告
1. 引言
凯撒密码是一种古老的替换加密算法,它通过将字母按照固定的位数向后或向
前移动来实现加密和解密。

本实验的目的是通过凯撒密码的加密过程来学习和理解基本的密码学原理。

2. 实验步骤
2.1 凯撒密码的加密
1.首先,选择一个固定的移位数,通常称为密钥。

2.将明文中的每个字母按照密钥向后移动相应的位数。

若密钥为3,
则’A’变为’D’,’B’变为’E’,以此类推。

3.加密后的密文即为移动后的字母序列。

2.2 凯撒密码的解密
1.使用相同的密钥,将密文中的每个字母向前移动相应的位数,即可得
到明文。

3. 实验过程
我们以一个简单的例子来说明凯撒密码的加密和解密过程。

3.1 加密
我们选择密钥为3,明文为“HELLO WORLD”。

依照加密步骤,我们将明文中的每个字母向后移动3个位置,得到加密后的密
文为“KHOOR ZRUOG”。

3.2 解密
使用相同的密钥,将密文中的每个字母向前移动3个位置,即可得到明文。

依照解密步骤,我们将密文“KHOOR ZRUOG” 中的每个字母向前移动3个位置,得到解密后的明文为“HELLO WORLD”。

4. 结论
通过本实验,我们了解了凯撒密码的基本原理以及加密和解密的过程。

凯撒密
码是一种简单的替换加密算法,但其安全性较低,容易被破解。

在实际应用中,可以通过增加密钥的长度、使用多次移位等方式提高密码的安全性。

5. 参考资料
[1] 网络安全概论. 北京:电子工业出版社,2014.。

古典密码的实验报告

古典密码的实验报告

古典密码的实验报告古典密码的实验报告引言:密码学作为一门古老而又神秘的学科,一直以来都吸引着人们的兴趣。

在古代,人们用各种各样的密码来保护重要信息的安全性。

本实验旨在通过实际操作,探索古典密码的加密原理和破解方法,从而深入了解密码学的基本概念和应用。

一、凯撒密码凯撒密码,又称移位密码,是最简单的一种古典密码。

其原理是通过将明文中的每个字母按照一定的规则进行移位,得到密文。

在本实验中,我们选择了一个简单的凯撒密码进行破解。

首先,我们选择了一段明文:“HELLO WORLD”,并将其按照凯撒密码的规则进行移位,假设移位数为3,则得到密文:“KHOOR ZRUOG”。

接下来,我们尝试使用暴力破解的方法来还原明文。

通过尝试不同的移位数,我们发现当移位数为3时,得到的明文与原文完全一致。

这表明我们成功地破解了凯撒密码,并还原了原始的明文。

二、维吉尼亚密码维吉尼亚密码是一种基于多个凯撒密码组合而成的密码算法。

其原理是通过使用不同的移位数对明文进行加密,从而增加了密码的复杂度。

在本实验中,我们选择了一段明文:“CRYPTOGRAPHY”,并使用维吉尼亚密码进行加密。

我们选择了一个关键词“KEY”作为加密密钥。

首先,我们将关键词“KEY”重复至与明文长度相同,得到“KEYKEYKEYKEYK”。

然后,将明文中的每个字母与关键词中对应位置的字母进行凯撒密码的移位操作。

经过加密后,我们得到了密文:“LXFOPVEFRNHR”。

接下来,我们尝试使用破解方法来还原明文。

通过尝试不同的关键词和移位数的组合,我们发现当关键词为“KEY”且移位数为3时,得到的明文与原文完全一致。

这表明我们成功地破解了维吉尼亚密码,并还原了原始的明文。

三、栅栏密码栅栏密码是一种基于换位操作的密码算法。

其原理是通过将明文中的字母按照一定的规则进行重新排列,得到密文。

在本实验中,我们选择了一段明文:“HELLO WORLD”,并使用栅栏密码进行加密。

古典密码算法

古典密码算法

古典密码算法古典密码算法古典密码算法是指在计算机加密领域之前使用的一些传统密码算法,它们通常基于简单的数学原理和替换规则。

以下是几种常见的古典密码算法:凯撒密码(Caesar Cipher):凯撒密码是一种替换密码,通过将字母按照一个固定的偏移量进行替换来加密消息。

例如,偏移量为3时,字母A被替换为D,字母B被替换为E,以此类推。

解密过程则是将替换后的字母反向偏移。

凯撒密码很容易破解,因为只有26种可能的偏移量。

维吉尼亚密码(Vigenère Cipher):维吉尼亚密码是一种多表密码,它使用一个关键字来决定每个字母的偏移量。

关键字被重复使用,逐个与明文中的字母对应,生成密文。

解密过程则是通过将密文与关键字对应的字母相减得到明文。

维吉尼亚密码比凯撒密码更复杂,但仍然容易受到频率分析等攻击。

替代密码(Substitution Cipher):替代密码使用替换规则来加密和解密消息。

最简单的替代密码是单字母替换,即将明文中的每个字母替换为一个固定的密文字母。

这种方法容易受到频率分析攻击。

更复杂的替代密码如多表密码和多字母替换密码引入了更复杂的替换规则,增加了密码破解的难度。

仿射密码(Affine Cipher):仿射密码是一种线性替换密码,它使用一个加密函数将明文字母映射到密文字母。

加密函数是一个仿射变换,包括一个乘法和一个加法操作。

解密过程则是应用逆仿射变换。

仿射密码比凯撒密码和替代密码更难破解,但对于较大的密钥空间来说仍然存在弱点。

这些古典密码算法在现代密码学中已经被更安全和复杂的算法所取代,因为它们容易受到密码分析的攻击。

现代密码算法,如对称加密算法(如AES)和公钥加密算法(如RSA),提供了更高的安全性和复杂性,以抵御现代密码破解技术的威胁。

密码学经典加密方式

密码学经典加密方式

密码学经典加密方式
经典的密码学加密方式包括以下几种:
1. 凯撒密码(Caesar Cipher):将明文中的每个字母按照字母表顺序向后移动固定的位置来进
行加密。

例如,将明文中的字母按照字母表顺序向后移动三个位置来进行加密。

2. 维吉尼亚密码(Vigenère Cipher):将明文中的每个字母分别与一个密钥字母进行移位操作
来进行加密。

密钥可以是一个单词或短语,其重复使用直到与明文字母一一对应。

3. 替代密码(Substitution Cipher):将明文中的每个字母替换成另一个字母来进行加密。

例如,将明文中的字母A替换成字母D,字母B替换成字母E,以此类推。

4. 栅栏密码(Rail Fence Cipher):将明文中的字母按照固定的规则排列成一定数量的栅栏,
然后按照栅栏的顺序读取加密后的字母。

5. 单一替换密码(Monoalphabetic Substitution Cipher):将明文中的每个字母根据一个固定的
替换规则替换成另一个字母来进行加密。

这种加密方式可以使用替换表或加密算法来生成替换
规则。

这些加密方式都属于传统的经典密码学加密方式,它们在现代密码学中已经不常使用,因为它们存在安全性弱点。

现代密码学使用更加复杂和安全的加密算法,如DES、AES、RSA等。

维吉尼亚密码解密原理

维吉尼亚密码解密原理

维吉尼亚密码解密原理维吉尼亚密码是一种经典的替代密码,它是由16世纪的法国外交官布吕塞尔的布吕塞尔大使布吕塞尔·德·维吉尼亚(Blaise de Vigenère)发明的。

这种密码系统是基于多表密码的思想,使用一个关键字(或密码)来加密明文。

维吉尼亚密码的加密和解密过程如下:1. 选择关键字(密码):选择一个关键字,该关键字的长度应该与明文相同或大于明文的长度。

例如,如果明文是"HELLO",可以选择关键字为"KEY"。

2. 重复关键字:将关键字重复直到它的长度等于或超过明文的长度。

在上述例子中,如果明文是"HELLO",而关键字是"KEY",则重复关键字得到"KEYKE"。

3. 将明文和关键字对应的字母转换为数字:使用一个字母表将明文和关键字对应的字母转换为数字。

通常使用A=0,B=1,C=2,...,Z=25的映射。

例如,将明文"HELLO"和关键字"KEYKE"转换为数字,得到"7 4 11 11 14"和"10 4 24 10 4"。

4. 加密(或解密):将明文的数字与关键字的数字相加(模26),得到密文的数字。

例如,使用上述数字,将它们相加得到"17 8 9 21 18"。

5. 将数字转换为字母:使用反向的字母到数字的映射将数字转换回字母。

在这个例子中,"17 8 9 21 18"对应于"R I J V S",所以密文是"RIJVS"。

总的来说,维吉尼亚密码是一种多表密码,它通过使用关键字和多次应用相对简单的凯撒密码(Caesar Cipher)来增强密码的安全性。

解密的过程与加密类似,只是要使用相反的操作。

实验吧_密码学实验报告(3篇)

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。

凯撒密码和playfair密码-实验报告

凯撒密码和playfair密码-实验报告

一.预习准备1. 实验目的(1). 熟记古典对称密码的概念和特点;(2). 理解若干种古典密码体制的原理;(3). 掌握维吉尼亚及Playfair密码体制的编程实现。

2. 实验环境Widows7操作系统、Microsoft Visual Studio 2010 (选择自己熟悉的编程语言和环境)3. 实验内容和要求(1)实验内容1.实现维吉尼亚密码体制;2.实现Playfair密码体制。

(2) 实验要求1.复习课本/课件相关内容。

2.程序中不能固定密钥词,即用户可自行输入密钥词,然后对输入的明文进行加密,或对输入的密文进行解密二. 编程思路(实验原理)维吉尼亚密码原理:引入了“密钥”的概念,即根据密钥来决定用哪一行的密表来进行替换,以此来对抗字频统计。

Playfair原理: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)。

三. 实验总结1. 实验程序(详细设计)维吉尼亚代码:#include<>#include<>#include<>#define N 80int main(void){char message[N];int n,i;int length;printf("明文:");gets(message);printf("密钥:");scanf("%d",&n);printf("明文:");puts(message);printf("\n");length=strlen(message);for(i=0;i<length;i++){if(message[i]>='A' && message[i]<='Z'){message[i]=((message[i]-'A')+n)%26+'A';}else if(message[i]>='a' && message[i]<='z'){message[i]=((message[i]-'a')+n)%26+'a';}else continue;}puts("密文:");puts(message);printf("\n");return 0;}Playfair代码:void encrypt(){int i,k;const int N=100;char letters[26]="ABCDEFGHIKLMNOPQRSTUVWXYZ";实验结果运行程序,通过调用函数执行一系列所需要的操作,程序运行正常,截图如下:。

古典密码的实验报告

古典密码的实验报告

古典密码的实验报告1. 引言古典密码是一种古老的加密技术,用于在信息传递过程中保护敏感信息的安全性。

它通过将明文转换成密文,从而使未经授权的个体无法理解信息的内容。

本实验旨在介绍几种常见的古典密码算法,并通过实验验证其加密和解密的过程。

2. 凯撒密码凯撒密码是最简单的古典密码之一,它通过将明文中的每个字母向前或向后移动固定的位置来加密信息。

例如,当移动的位置为3时,明文中的字母A将被替换为D,字母B将被替换为E,以此类推。

2.1 加密过程1.输入明文。

2.设置移动的位置。

3.对于明文中的每个字母,按照移动的位置将其替换为对应的字母。

4.得到密文。

2.2 解密过程1.输入密文。

2.设置移动的位置。

3.对于密文中的每个字母,按照移动的位置将其替换为对应的字母。

4.得到明文。

3. 维吉尼亚密码维吉尼亚密码是一种多表密码,它通过使用一系列凯撒密码表来加密信息。

每个表中的移动位置逐个递增,这样可以更好地混淆明文的结构。

3.1 加密过程1.输入明文。

2.输入密钥。

3.对于明文中的每个字母,找到对应的凯撒密码表。

4.根据对应的表和密钥,将明文中的字母替换为密文。

5.得到密文。

3.2 解密过程1.输入密文。

2.输入密钥。

3.对于密文中的每个字母,找到对应的凯撒密码表。

4.根据对应的表和密钥,将密文中的字母替换为明文。

5.得到明文。

4. 培根密码培根密码是古典密码中的另一种类型,它使用一系列相同长度的字母组成的密钥来加密信息。

明文中的每个字母都将被替换为对应密钥中的字母。

4.1 加密过程1.输入明文。

2.输入密钥。

3.对于明文中的每个字母,将其对应到密钥中的相应字母。

4.得到密文。

4.2 解密过程1.输入密文。

2.输入密钥。

3.对于密文中的每个字母,将其对应到密钥中的相应字母。

4.得到明文。

5. 实验结果与讨论在本实验中,我们使用了凯撒密码、维吉尼亚密码和培根密码进行加密和解密实验。

通过对不同算法的测试,我们发现:1.凯撒密码是最简单的古典密码之一,但由于移动位置的确定性,易受到频率分析等攻击方式的威胁。

古典密码的加密方法

古典密码的加密方法

古典密码的加密方法
古典密码是指在密码学中较早出现和较简单的加密方法,主要包括凯撒密码、凯恩密码、维吉尼亚密码等。

1. 凯撒密码:由罗马帝国大军领袖凯撒所使用的密码。

加密时,将明文中的每个字母向后移动固定的位置。

例如,将明文中的每个字母向后移动三位。

解密时,将密文中的每个字母向前移动三位。

2. 凯恩密码:由大英帝国舰队司令官查尔斯·凯恩所使用的密码。

加密时,将明文中的每个字母移动一个随机位置。

解密时,将密文中的每个字母移动一个相反的位置。

3. 维吉尼亚密码:由伊丽莎白一世女王的情报官员布尔内特所使用的密码。

加密时,根据明文中的字母在密钥中找到对应的字母,将明文字母替换为密钥字母。

密钥是一个周期性的字母序列,长度与明文相同。

解密时,根据密文中的字母在密钥中找到对应的字母,将密文字母替换为密钥字母。

这些古典密码的加密方法在现代密码学中已经不再安全,容易被破解,因此不再被广泛使用。

现代密码学更多地采用基于数学原理的复杂加密算法,如对称加密算法、非对称加密算法等。

古典密码实验报告

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。

凯撒密码加密解密实训原理

凯撒密码加密解密实训原理

凯撒密码加密解密实训原理凯撒密码是一种简单的替代密码,它通过将字母按照一定的位移量向右(或向左)进行替换来进行加密和解密。

下面是凯撒密码的加密和解密原理的实训步骤:1. 加密原理:-将明文中的每个字母按照指定的位移量向右进行替换。

例如,位移量为3,将字母A替换为D,B替换为E,以此类推。

-对于非字母字符(如空格、标点符号等),保持不变。

-加密后的密文即为替换后的字母序列。

2. 解密原理:-将密文中的每个字母按照指定的位移量向左进行替换即可恢复为明文。

-对于非字母字符,保持不变。

实际操作中,可以使用以下步骤进行凯撒密码的加密和解密:1. 定义加密和解密函数:```pythondef caesar_encrypt(plain_text, shift):encrypted_text = ""for char in plain_text:if char.isalpha():if char.islower():encrypted_text += chr((ord(char) - ord('a') + shift) % 26 + ord('a'))else:encrypted_text += chr((ord(char) - ord('A') + shift) % 26 + ord('A'))else:encrypted_text += charreturn encrypted_textdef caesar_decrypt(encrypted_text, shift):decrypted_text = ""for char in encrypted_text:if char.isalpha():if char.islower():decrypted_text += chr((ord(char) -ord('a') -shift) % 26 + ord('a'))else:decrypted_text += chr((ord(char) - ord('A') - shift) %26 + ord('A'))else:decrypted_text += charreturn decrypted_text```2. 调用加密和解密函数:```pythonplain_text = "Hello, World!"shift = 3encrypted_text = caesar_encrypt(plain_text, shift)decrypted_text = caesar_decrypt(encrypted_text, shift)print("加密后的密文:", encrypted_text)print("解密后的明文:", decrypted_text)```在实际应用中,可以通过调整位移量来加密和解密信息。

古典密码实验报告

古典密码实验报告

古典密码实验报告一、实验目的本次古典密码实验的主要目的是深入了解和掌握几种常见的古典密码技术,包括恺撒密码、栅栏密码、维吉尼亚密码等,并通过实际操作和分析,探究其加密和解密的原理与过程,以及这些密码技术的安全性和局限性。

二、实验环境本次实验在个人计算机上进行,使用了 Python 编程语言作为主要的实验工具。

同时,还借助了一些在线密码分析工具和网站,以辅助对密码的分析和破解。

三、实验原理(一)恺撒密码恺撒密码是一种简单的替换密码,通过将明文中的每个字母按照一定的偏移量进行替换来实现加密。

例如,偏移量为 3 时,A 被替换为D,B 被替换为 E,以此类推。

(二)栅栏密码栅栏密码是一种置换密码,将明文按照一定的栏数进行分组,然后按照一定的顺序读取分组中的字母来得到密文。

(三)维吉尼亚密码维吉尼亚密码是一种多表替换密码,使用一个密钥字符串来决定每个明文字母的替换字母。

密钥字符串被重复使用,直到覆盖整个明文。

四、实验步骤(一)恺撒密码实验1、选择一段明文,例如:“Hello World”。

2、设定偏移量,假设为 5。

3、按照恺撒密码的加密规则,对明文中的每个字母进行偏移替换,得到密文。

4、尝试对密文进行解密,通过反向偏移来恢复明文。

(二)栅栏密码实验1、选取一段明文,比如:“This is a secret message”。

2、确定栏数,假设为 3。

3、将明文按照栏数进行分组,并按照特定顺序读取字母,得到密文。

4、尝试通过分析密文的规律,恢复明文。

(三)维吉尼亚密码实验1、选择明文,例如:“Encryption and Decryption”。

2、设定密钥,如“KEY”。

3、根据维吉尼亚密码的加密规则,使用密钥对明文进行加密。

4、尝试对生成的密文进行破解,分析密钥的长度和可能的内容。

五、实验结果与分析(一)恺撒密码1、加密结果:明文“Hello World”在偏移量为 5 的情况下,加密得到的密文为“Mjqqt Btwqi”。

作业1-凯撒密码的加密、解密和破解

作业1-凯撒密码的加密、解密和破解

光信学院《网络信息安全》实验报告1班级:学号:姓名:实验时间:年月日指导教师:陈顺凡一.实验目的理解网络信息安全的基本原理,掌握基本密码技术的原理及编程能力。

二.实验原理和内容[凯撒介绍]凯撒密码(kaiser)是罗马扩张时期朱利斯"凯撒(Julius Caesar)创造的,用于加密通过信使传递的作战命令。

它将字母表中的字母移动一定位置而实现加密。

[加密原理]凯撒密码的加密算法极其简单。

其加密过程如下:在这里,我们做此约定:明文记为m,密文记为c,加密变换记为E(k1,m)(其中k1为密钥),解密变换记为D(k2,m)(k2为解密密钥)(在这里k1=k2,不妨记为k)。

凯撒密码的加密过程可记为如下一个变换:c≡m+k mod n (其中n为基本字符个数)同样,解密过程可表示为:m≡c-k mod n (其中n为基本字符个数)对于计算机而言,n可取256或128,m、k、c均为一个8bit 的二进制数。

显然,这种加密算法极不安全,即使采用穷举法,最多也只要255次即可破译。

当然,究其本身而言,仍然是一个单表置换,因此,频率分析法对其仍是有效的。

.[破解原理]一篇包含字符的英文文章,其各ASCII码字符出现,都有一定的频率,下面是对Google上随意搜索到的英文文章进行分析的结果,见表:QUOTE:================================================= FileName : 01.txt[1] 32: times:204[2] 101:e times:134[3] 116:t times:91[4] 105:i times:87[5] 111:o times:77[6] 108:l times:75[7] 97:a times:75[8] 110:n times:69[9] 10:times:67[10] 115:s times:63================================================= FileName : php.si.source.txt[1] 32: times:576[2] 101:e times:162[3] 115:s times:153[4] 110:n times:141[5] 114:r times:138[6] 105:i times:135[7] 10:times:134[8] 116:t times:129[9] 42:* times:116[10] 111:o times:103================================================= FileName : work.txt[1] 32: times:51322[2] 101:e times:30657[3] 116:t times:23685[4] 97:a times:19038[5] 111:o times:17886[6] 105:i times:16156[7] 110:n times:15633[8] 114:r times:15317[9] 115:s times:15226[10] 104:h times:12191================================================= FileName : 02.txt[1] 32: times:299[2] 101:e times:217[3] 110:n times:136[4] 105:i times:133[5] 111:o times:124[6] 116:t times:116[7] 97:a times:110[8] 115:s times:98[9] 114:r times:92[10] 108:l times:82================================================= FileName : 03.txt[1] 45:- times:404[2] 32: times:394[3] 101:e times:237[4] 116:t times:196[5] 114:r times:173[6] 97:a times:163[7] 105:i times:161[8] 110:n times:153[9] 111:o times:142[10] 115:s times:129================================================= FileName : 04.txt[1] 32: times:326[2] 101:e times:179[3] 116:t times:106[4] 105:i times:101[5] 111:o times:96[6] 110:n times:94[7] 97:a times:92[8] 115:s times:78[9] 100:d times:61[10] 114:r times:60================================================= FileName : 05.txt[1] 32: times:441[2] 101:e times:191[3] 111:o times:151[4] 116:t times:120[5] 97:a times:112[6] 110:n times:108[7] 105:i times:91[8] 114:r times:84[9] 117:u times:79[10] 115:s times:79有此分析可知,一篇英文文章中,出现较高频率的两个字符是 ' ' (空格) 和 'e',而且它们的ASCII码分别是32和101,差值是69。

维吉尼亚密码加解密原理及其实现

维吉尼亚密码加解密原理及其实现

维吉尼亚密码加解密原理及其实现维吉尼亚密码(⼜译维热纳尔密码)是使⽤⼀系列凯撒密码组成密码字母表的加密算法,属于多表密码的⼀种简单形式。

为了说清楚维吉尼亚密码得从移位替换密码说起,⽐较典型的就是凯撒密码。

恺撒密码是⼀种替换加密的技术,明⽂中的所有字母都在字母表上向后(或向前)按照⼀个固定数⽬进⾏偏移后被替换成密⽂。

例如,当偏移量是3的时候,所有的字母A将被替换成D,B变成E,以此类推。

因为概率论的出现这种简单的移位或替换就容易破解了,其原理很简单,英⽂中字母出现的频率是不⼀样的。

⽐如字母e是出现频率最⾼的,占12.7%;其次是t,9.1%;然后是a,o,i,n等,最少的是z,只占0.1%。

英语中字母频率统计除了英语,其它语⾔也有详细统计。

各语⾔中字母频率统计只要字符总量⾜够,全部收集到⼀起,统计各个字符出现的频率,然后再加上字母前后的关联关系,以及所要加密的语⾔本⾝语法搭配就可⼤幅度降低字母的排列组合的可能性,这样密码就破解了。

当然维吉尼亚密码也属于古典密码学的范畴,都是对单个字符或符号进⾏移位或替代维吉尼亚加密原理核⼼:为了掩盖字母使⽤中暴露的频率特征,解决的办法就是⽤多套符号代替原来的⽂字。

⽐如原来的字母是A,从前只把它替换成F,现在把它替换成F或者G这两个。

那什么时候⽤F什么时候⽤G呢?可以⾃⾏规定,⽐如说,字母在奇数位时⽤F代替,字母在偶数位时⽤G代替。

这样频率分析法暂时失效了。

⽽且,多套符号加密法并没满⾜于2~3套,后来典型使⽤的是26套,这就是第三代密码“维吉尼亚加密法”。

它是⼀个表格,第⼀⾏代表原⽂的字母,下⾯每⼀横⾏代表原⽂分别由哪些字母代替,每⼀竖列代表我们要⽤第⼏套字符来替换原⽂。

⼀共26个字母,⼀共26套代替法,所以这个表是⼀个26*26的表。

维吉尼亚密码表每⼀⾏就可以代表⼀套凯撒密码加密⽅法。

加密⽅法加密公式:C = (P + K)%26C:密⽂P:原⽂K:第⼏套加密⽅式使⽤第⼏套加密⽅式是通过约定⼀个规则来确定的,这个规则就是“密钥”。

凯撒密码加密解密原理

凯撒密码加密解密原理

凯撒密码加密解密原理凯撒密码是一种替换密码,加密和解密的原理都是将明文中的每个字符按照一定的规则进行替换。

加密原理:1. 设置一个密钥,即字母表中的一个字母,如密钥为n。

2. 将明文中的每个字母按照字母表循环移动n位,即替换为字母表中距离该字母n个位置后的字母。

如果超出字母表范围,则回到字母表的开头继续计数。

3. 重复步骤2,直到加密完成。

解密原理:1. 设置密钥为n,与加密时使用的密钥保持一致。

2. 将密文中的每个字母按照字母表循环移动-n位,即替换为字母表中距离该字母-n个位置后的字母。

如果超出字母表范围,则回到字母表的末尾继续计数。

3. 重复步骤2,直到解密完成。

举例说明:假设明文为"HELLO WORLD",密钥为3,字母表为26个大写字母。

加密过程:H -> K (H向后移动3位),E -> H (E向后移动3位),L -> O (L向后移动3位),L -> O (L向后移动3位),O -> R (O向后移动3位),空格不做处理,W -> Z (W向后移动3位),O -> R (O向后移动3位),R -> U (R向后移动3位),L -> O (L向后移动3位),D -> G (D向后移动3位)。

加密结果为:"KHOOR ZRUOG"解密过程:K -> H (K向前移动3位),H -> E (H向前移动3位),O -> L (O向前移动3位),O -> L (O向前移动3位),R -> O (R向前移动3位),空格不做处理,Z -> W (Z向前移动3位),R -> O (R向前移动3位),U -> R (U向前移动3位),O -> L (O向前移动3位),G -> D (G向前移动3位)。

解密结果为:"HELLO WORLD"。

凯撒密码实验报告

凯撒密码实验报告

凯撒密码实验报告凯撒密码实验报告引言:密码学作为一门古老而又神秘的学科,一直以来都吸引着人们的兴趣。

其中,凯撒密码是最为经典的一种密码算法,它以罗马帝国的大军统帅凯撒为名,被广泛应用于古代的军事通信中。

本实验旨在通过实际操作,深入了解凯撒密码的原理和加密解密过程。

一、凯撒密码的原理凯撒密码是一种简单的替换密码,它采用了位移的方式进行加密和解密。

具体而言,凯撒密码将明文中的每个字母按照字母表中的顺序向后(或向前)移动固定的位数,从而得到密文。

例如,当位移数为3时,明文中的字母A将被替换为D,B将被替换为E,依此类推。

二、实验步骤1. 设定位移数:在实验开始前,我们需要先设定一个位移数。

为了方便比较,我们选择了位移数为3的凯撒密码。

2. 加密明文:首先,我们选择一段明文进行加密。

假设我们选择的明文是“HELLO WORLD”。

按照凯撒密码的原理,我们将每个字母向后移动3位,得到密文“KHOOR ZRUOG”。

3. 解密密文:为了验证凯撒密码的可逆性,我们将刚才得到的密文“KHOOR ZRUOG”进行解密。

按照凯撒密码的原理,我们将每个字母向前移动3位,得到明文“HELLO WORLD”。

三、实验结果与分析通过实验,我们成功地加密了明文“HELLO WORLD”,并且通过解密密文得到了原始的明文。

这表明凯撒密码具有可逆性,加密和解密过程是相互对应的。

然而,凯撒密码也存在一些缺点。

首先,由于位移数是固定的,所以凯撒密码的密钥空间非常有限,容易受到暴力破解的攻击。

其次,凯撒密码没有考虑字母的频率分布,因此在加密后的密文中,字母的频率分布与明文相比没有变化,这也给破译者提供了线索。

为了增强凯撒密码的安全性,可以采用多次位移的方式,即多次对明文进行加密。

例如,我们可以先按照位移数3加密明文,再按照位移数5加密上一步得到的密文,这样就可以得到更复杂的密文,提高了密码的安全性。

四、实验总结凯撒密码作为密码学的经典算法,虽然在现代密码学中已经被更加安全的算法所取代,但它仍然具有重要的历史意义和教育价值。

古典密码实训报告

古典密码实训报告

一、实训背景随着信息技术的飞速发展,信息安全已成为国家安全和公民利益的重要保障。

为了提高学生对古典密码学的理解和应用能力,我们进行了古典密码实训。

本次实训旨在让学生了解古典密码学的基本概念、基本术语,掌握古典密码学中典型的加密算法,并了解针对古典密码学的攻击与防范方法。

二、实训目标1. 了解古典密码学的基本概念和基本术语;2. 掌握古典密码学中典型的加密算法,如凯撒密码、维吉尼亚密码等;3. 熟悉古典密码的攻击与防范方法;4. 培养学生运用古典密码学知识解决实际问题的能力。

三、实训内容1. 古典密码学基本概念与术语古典密码学是密码学的一个分支,主要研究在古代使用的密码技术。

它起源于公元前400年,最早的密码技术是斯巴达人的塞塔式密码。

古典密码学的基本术语包括:明文、密文、加密、解密、密钥等。

2. 典型加密算法(1)凯撒密码:凯撒密码是一种替换加密技术,明文字符按照密钥指定的偏移量进行替换。

例如,密钥为3,则A替换为D,B替换为E,以此类推。

(2)维吉尼亚密码:维吉尼亚密码是一种多字母替换加密技术,明文字符按照密钥中字母的顺序进行替换。

密钥可以重复使用,以提高加密强度。

3. 攻击与防范方法(1)频率分析:通过分析密文中的字符频率,推断出密钥,从而破解密码。

(2)试错法:尝试所有可能的密钥,直到找到正确的密钥。

(3)防范方法:提高密钥的复杂度,增加密钥长度,使用更复杂的加密算法等。

四、实训过程1. 学习古典密码学基本概念和术语,了解古典密码的发展历程。

2. 学习凯撒密码和维吉尼亚密码的加密和解密方法,通过编程实现加密和解密过程。

3. 分析密钥的攻击与防范方法,了解频率分析和试错法的原理。

4. 完成实训项目,如编写一个简单的凯撒密码加密程序,并尝试破解其他学生的加密信息。

五、实训成果1. 掌握了古典密码学的基本概念和基本术语;2. 熟练掌握了凯撒密码和维吉尼亚密码的加密和解密方法;3. 了解并掌握了针对古典密码的攻击与防范方法;4. 提高了编程能力和问题解决能力。

古典密码实验报告

古典密码实验报告

古典密码实验报告古典密码实验报告一、引言密码学作为一门古老而又神秘的学科,一直以来都吸引着人们的兴趣。

在古代,人们为了保护重要信息的安全,发明了各种各样的古典密码。

本实验旨在通过实际操作,了解并研究几种古典密码的原理和加密解密过程。

二、凯撒密码凯撒密码是最简单的一种古典密码,它的原理是通过将明文中的每个字母按照一定的偏移量进行替换,从而得到密文。

在实验中,我们选择了一个简短的明文“HELLO”,并将其加密成了密文“KHOOR”。

通过对比明文和密文,我们可以发现,凯撒密码的加密过程非常简单,只需要将明文中的每个字母按照一定的偏移量进行替换即可。

然而,凯撒密码的安全性非常低,因为偏移量很容易被破解。

三、维吉尼亚密码维吉尼亚密码是一种基于凯撒密码的改进密码,它引入了一个密钥序列,通过不同的偏移量来加密明文。

在实验中,我们选择了一个较长的明文“CRYPTOGRAPHY”,并使用密钥序列“KEY”进行加密。

维吉尼亚密码的加密过程相对复杂一些,需要根据密钥序列的长度,对明文中的每个字母选择不同的偏移量进行替换。

通过使用密钥序列“KEY”,我们将明文“CRYPTOGRAPHY”加密成了密文“DWUMQVQWUH”.维吉尼亚密码相较于凯撒密码,提高了加密的复杂度和安全性。

然而,它的密钥序列仍然可能被破解,因此在实际应用中需要更复杂的密码算法。

四、栅栏密码栅栏密码是一种将明文按照一定规则排列后再读取的密码算法。

在实验中,我们选择了一个较短的明文“HELLO WORLD”,并使用栅栏数为3进行加密。

栅栏密码的加密过程非常简单,只需要将明文按照栅栏数进行排列,然后按照从上到下、从左到右的顺序读取即可。

通过使用栅栏数为3,我们将明文“HELLO WORLD”加密成了密文“HWEOLLLROD”.栅栏密码的加密过程简单快捷,但是它的安全性也很低。

由于栅栏数有限,密文很容易被破解。

五、结论通过本次实验,我们对凯撒密码、维吉尼亚密码和栅栏密码进行了实际操作和研究。

密码学实验之凯撒密码和维吉尼亚密码的加解密

密码学实验之凯撒密码和维吉尼亚密码的加解密

1.凯撒密码的加解密源代码:#include<stdafx.h>#include <stdio.h>#include <string.h>int main(){char s[100],c;int i,p,d,e;printf("请选择: A.加密B.解密Q.退出\n"); scanf("%c",&c);if(c=='a'||c=='A'){printf("输入明文:");scanf("%s",&s);p=strlen(s);printf("请设置偏移量:");scanf("%d",&d);for(i=0;i<p;i++){if(s[i]>='a' && s[i]<='z')s[i]=(s[i]-'a'+d)%26+'a';else if(s[i]>='A' && s[i]<='Z')s[i]=(s[i]-'A'+d)%26+'A';else s[i]=s[i]+d;}printf("%s",s);printf("\n\n\n");}if(c=='b'||c=='B'){printf("请输入密文:");scanf("%s",&s);p=strlen(s);printf("请输入加密的偏移变量:");scanf("%d",&d);for(i=0;i<p;i++){if(s[i]>='a' && s[i]<='z'){e=s[i]-'a'-d;if(e<=0)s[i]=(e+26)%26+'a';else s[i]=e%26+'a';}else if(s[i]>='A' && s[i]<='Z'){e=s[i]-'A'-d;if(e<0)s[i]=(e+26)%26+'A';else s[i]=e%26+'A';}else s[i]=s[i]-d;}printf("%s",s);printf("\n\n");}if(c=='q'||c=='Q')return 0;return 0;}运行结果是:2.维吉尼亚密码的加解密源代码:#include "stdafx.h"#include<iostream>using namespace std;#define MINCHAR 32#define CHARSUM 94char table[CHARSUM][CHARSUM];bool Init();bool Encode(char* key, char* source, char* dest);bool Dncode(char* key, char* source, char* dest);int main(){if(!Init()){cout << "初始化错误!" << endl;return 1;}char key[256];char str1[256];char str2[256];int operation;while(1){do{cout << "请选择一个操作:1. 加密;2. 解密;-1. 退出\n"; cin >> operation;}while(operation != -1 && operation != 1 && operation != 2);if(operation == -1)return 0;else if(operation == 1)//加密{cout << "请输入密钥:";cin >> key;cout << "请输入待加密字符串:";cin >> str1;Encode(key, str1, str2);cout << "加密后的字符串:" << str2 << endl;}else if(operation == 2)//解密{cout << "请输入密钥:";cin >> key;cout << "请输入待解密字符串:";cin >> str1;Dncode(key, str1, str2);cout << "解密后的字符串:" << str2 << endl;}cout << endl;}return 0;}// 初始化维吉尼亚方阵bool Init(){int i, j;for(i = 0; i < CHARSUM; i++){for(j = 0; j < CHARSUM; j++){table[i][j] = MINCHAR + (i + j) % CHARSUM;}}return true;}// 加密// key:密钥// source:待加密的字符串// dest:经过加密后的字符串bool Encode(char* key, char* source, char* dest){char* tempSource = source;char* tempKey = key;char* tempDest = dest;do{*tempDest = table[(*tempKey) - MINCHAR][(*tempSource) - MINCHAR]; tempDest++;if(!(*(++tempKey)))tempKey = key;}while(*tempSource++);dest[strlen(source)] = 0;return true;}// 解密// key:密钥// source:待解密的字符串// dest:经过解密后的字符串bool Dncode(char* key, char* source, char* dest){char* tempSource = source;char* tempKey = key;char* tempDest = dest;char offset;do{offset = (*tempSource) - (*tempKey);offset = offset >= 0 ? offset : offset + CHARSUM; *tempDest = MINCHAR + offset;tempDest++;if(!(*(++tempKey)))tempKey = key;}while(*++tempSource);dest[strlen(source)] = 0;return true;}运行结果如下:。

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1.凯撒密码的加解密
源代码:
#include<stdafx.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
char s[100],c;
int i,p,d,e;
printf("请选择: A.加密B.解密Q.退出\n"); scanf("%c",&c);
if(c=='a'||c=='A')
{
printf("输入明文:");
scanf("%s",&s);
p=strlen(s);
printf("请设置偏移量:");
scanf("%d",&d);
for(i=0;i<p;i++)
{
if(s[i]>='a' && s[i]<='z')
s[i]=(s[i]-'a'+d)%26+'a';
else if(s[i]>='A' && s[i]<='Z')
s[i]=(s[i]-'A'+d)%26+'A';
else s[i]=s[i]+d;
}
printf("%s",s);
printf("\n\n\n");
}
if(c=='b'||c=='B')
{
printf("请输入密文:");
scanf("%s",&s);
p=strlen(s);
printf("请输入加密的偏移变量:");
scanf("%d",&d);
for(i=0;i<p;i++)
{
if(s[i]>='a' && s[i]<='z')
{
e=s[i]-'a'-d;
if(e<=0)
s[i]=(e+26)%26+'a';
else s[i]=e%26+'a';
}
else if(s[i]>='A' && s[i]<='Z')
{
e=s[i]-'A'-d;
if(e<0)
s[i]=(e+26)%26+'A';
else s[i]=e%26+'A';
}
else s[i]=s[i]-d;
}
printf("%s",s);
printf("\n\n");
}
if(c=='q'||c=='Q')
return 0;
return 0;
}
运行结果是:
2.维吉尼亚密码的加解密
源代码:
#include "stdafx.h"
#include<iostream>
using namespace std;
#define MINCHAR 32
#define CHARSUM 94
char table[CHARSUM][CHARSUM];
bool Init();
bool Encode(char* key, char* source, char* dest);
bool Dncode(char* key, char* source, char* dest);
int main()
{
if(!Init())
{
cout << "初始化错误!" << endl;
return 1;
}
char key[256];
char str1[256];
char str2[256];
int operation;
while(1)
{
do
{
cout << "请选择一个操作:1. 加密;2. 解密;-1. 退出\n"; cin >> operation;
}while(operation != -1 && operation != 1 && operation != 2);
if(operation == -1)
return 0;
else if(operation == 1)//加密
{
cout << "请输入密钥:";
cin >> key;
cout << "请输入待加密字符串:";
cin >> str1;
Encode(key, str1, str2);
cout << "加密后的字符串:" << str2 << endl;
}
else if(operation == 2)//解密
{
cout << "请输入密钥:";
cin >> key;
cout << "请输入待解密字符串:";
cin >> str1;
Dncode(key, str1, str2);
cout << "解密后的字符串:" << str2 << endl;
}
cout << endl;
}
return 0;
}
// 初始化维吉尼亚方阵
bool Init()
{
int i, j;
for(i = 0; i < CHARSUM; i++)
{
for(j = 0; j < CHARSUM; j++)
{
table[i][j] = MINCHAR + (i + j) % CHARSUM;
}
}
return true;
}
// 加密
// key:密钥
// source:待加密的字符串
// dest:经过加密后的字符串
bool Encode(char* key, char* source, char* dest)
{
char* tempSource = source;
char* tempKey = key;
char* tempDest = dest;
do
{
*tempDest = table[(*tempKey) - MINCHAR][(*tempSource) - MINCHAR]; tempDest++;
if(!(*(++tempKey)))
tempKey = key;
}while(*tempSource++);
dest[strlen(source)] = 0;
return true;
}
// 解密
// key:密钥
// source:待解密的字符串
// dest:经过解密后的字符串
bool Dncode(char* key, char* source, char* dest)
{
char* tempSource = source;
char* tempKey = key;
char* tempDest = dest;
char offset;
do
{
offset = (*tempSource) - (*tempKey);
offset = offset >= 0 ? offset : offset + CHARSUM; *tempDest = MINCHAR + offset;
tempDest++;
if(!(*(++tempKey)))
tempKey = key;
}while(*++tempSource);
dest[strlen(source)] = 0;
return true;
}
运行结果如下:。

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