实验目的与意义

一、实验目的与意义
1、实验目的：
通过编程实现vigenere加密，更加深入的了解其原理，掌握vigenere算法。

2、实验意义：
验证理论知识，更重要的是通过实验加强实验手段与实践技能，培养分析问题、解决问题、应用知识的能力和创新精神，全面提高综合素质。

二、实验环境
操作系统：Windows XP
调试软件名称：Microsoft Visual studio
版本号：2005
上机地点：综合楼208
三、实验的预习内容
1、预习内容：
1、vigenere cipher加密规则：
1）找到一个关键字作为密钥；
2）将关键字重复的写在明文上；
3）根据vigenere table 找出对应的密文
2、解密：
1）根据vigenere table找到中对应的字母；
2）再看密文字母对应的关键字字母；
3）唯一的确定明文字母。

3、关键的代码（如何让3个字母实现类似vigenere table的形式）#include "stdafx.h"
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
char a[3]={'a','b','c'};
char table[3][3];
for(int i=0;i<3;i++)
for(int j=0;j<3;j++)
table[i][j]=a[(j+i)%3];
for(int i=0;i<3;i++)
{for(int j=0;j<3;j++)
{printf("%c",table[i][j]);
}
printf("\n");}
return 0;
}
2、实验思路：
打出vigenere table->输入关键字->用户输入明文->进行加密>得到密文；
解密原理与加密基本相同。

3、程序框图：
四、实验的步骤与调试方法
1、实验步骤：
（1）建立win32 console applicationg工作空间，名为：
vigenere_20083612；
（2）新建xuvi.cpp源文件；
（3）按照实验思路编写源代码，完成之后进行编译、链接、执行；
（4）程序执行时按提示输入关键字、明文，验证输出密文，及解密之后输出明文是否正确。

2、调试方法：打表时出现错误。

经调整后发现是数组定义问题。

五、实验数据与实验结果
六、实验用程序清单（要有注释）
#include "Stdio.h"
#include "Conio.h"
#include "string.h"
#include "malloc.h"
#define MAX 100
static int square[27][27];
char * vigenere(char key[],char word[]);
char * anti_vigenere(char key[],char * en_word);
int main(void)
{
char key[MAX],word[MAX], *en_word;
int i,j,k,m;
/*初始化vigenere方阵*/
for(i=1;i<27;i++){
for(j=1;j<27;j++){
square[i][j]=63+i+j;
if(square[i][j]>90)
square[i][j]=square[i][j]-26;
}
}
for(k=1;k<27;k++){
for(m=1;m<27;m++){
printf("%c ",square[k][m]);
}
printf("\n");
}
/**/
printf("Vigenere Cipher \nPlease input plain text:");
scanf("%s",word);
printf("input the key:");
scanf("%s",key);
en_word=vigenere(key,word);
printf("\nThe result is: %s\n",en_word);
printf("\n\tDecryption:\n");
printf("The plain text is:%s\n",anti_vigenere(key,en_word));
getch();
return 0;
}
/*加密算法*/
char * vigenere(char key[],char word[]){
char *text=(char *)malloc(MAX*sizeof(char));
int key_length=strlen(key);
int word_length=strlen(word);
int i,j,c;
for(i=0;i<word_length;i++){
if((word[i]>=65&&word[i]<=90)||(word[i]>=97&&word[i]<=122)){ if(word[i]>=97&&word[i]<=122){
c=word[i]-96;
}
else {
c=word[i]-64;
}
j=i%key_length;
text[i]=square[key[j]-96][c];
}
else text[i]=word[i];
}
text[i]='\0';
return text;
}
/*解密算法*/
char * anti_vigenere(char key[],char * en_word){
char *word=(char *)malloc(MAX*sizeof(char));
int key_length=strlen(key);
int word_length=strlen(en_word);
int i,j,c,k,d;
for(i=0;i<word_length;i++){
if(en_word[i]>=65&&en_word[i]<=90){
c=i%key_length;/*所用密钥在所在*/
k=key[c]-96;
d=en_word[i]-square[k][1];
if(d>=0){
word[i]='a'+d;
}else{
word[i]='z'+d+1;
}
}else{
word[i]=en_word[i];
}
}
word[i]='\0';
return word;
}
七、思考题（必需回答）写明如下问题
1.Vigenere密码的原理是什么？
答：替换。

2.Vigenere密码的主要缺陷有哪些？
答：密钥长度n小于明文的长度，即相同的明文字符可能多次被相同的密钥字符
加密，生成相同的密文字符。

3.对Vigenere密码的分析方法有哪几种？
答：IC 重合指数和Kasiski长度分析
4.对Vigenere密码的改进方法是什么？
答：autokey copher
八、结束语
通过本次试验我对vigenere加密算法有了更加全面深入的认识，以前的学习只是停留在理论层面，而这次试验课给了我实践的机会。

通过实验很好的把古典密码应用于现代密码加解密技术中。

在这个过程中我也学到了很多关于编程方面的知识，了解了自己需要提高编程水平。

九、参考文献
1.Richard J.Spillman：《CLASSICAL AND CONTEMPORARY CRYPTOLOGY》，清华大学出版社，2005-7
2.William Stallings: Cryptography and Network Security: Principles and Practice. 2nd ed. Prentice Hall, 1998.
3.杨波著：《现代密码学》，清华大学出版社，2003-8.
4.Wenbo Mao. Modern Cryptography: Theory and Practicce. 电子工业出版社，2004-7.
5．许主洪著：《加密与解密-密码技术剖析与实战应用》，人民邮电出版社，2002-8.
6．张焕国，刘玉珍著：《密码学引论》，武汉大学出版社，2003.
7．段钢著：《加密与解密》，电子工业出版社，2005-3.
实验成绩。