古典密碼算法實驗報告

姓名：空の城 學號：你猜 專業班級：網絡安全專業

一、實驗目的

通過編程實現替代密碼算法——仿射密碼算法，加深對古典密碼體制的了解，為深入學習密碼學奠定基礎。

二、實驗原理

仿射密碼的基本思想：加法密碼和乘法密碼結合就構成仿射密碼，仿射密碼的加密和解密算法是：

C=Ek（m）=（k1m+k2）mod nC=Ek（m）=（k1m+k2）mod n

M=Dk（c）=k1（c-k2）mod nM=Dk（c）=k1（c-k2）mod n o仿射密碼具有可逆性的條件是gcd（k，n）=1。當k1=1時，仿射密碼變為加法密碼，

當k2=0時，仿射密碼變為乘法密碼。o仿射密碼中的密鑰空間的大小為np（n），當n為26字母，p（n）=12，因此仿射密碼的密鑰空間為12×26=312。

三、實驗內容

本實驗以仿射密碼算法為對象，利用C++語言實現利用仿射密碼進行加密和解密的程序。

1）算法流程

將加密前的密文存入char類型的數組，char類型的數組ex存入加密后的值，a,b依次存放k1,k2,利用ascii碼，依次處理數據進行加密，輸出用+‘a’的ascii碼后轉換為字符即可，用遞歸的歐吉利函數求得a的逆元，用解密算法y[i] = (k1的逆元int(加密過的一個元素) –k1的逆元 k2) % 26;

2）程序代碼（算法實現）

#include <iostream>#include<math.h>#include<string.h>using namespace std;//模的取逆 歐幾里的遞歸實現int dx, y, q;void extend_Eulid(int aa, int bb){if (bb == 0) {dx = 1;y = 0;q = aa;}else {extend_Eulid(bb, aa%bb);int temp = dx;dx = y;y = temp - aa / bb*y;}}int main(){int a, b, YN, i, l;char c[100];int x[100], y[100];char ex[100];first:system("cls");cout << "依次輸入k =( a, b )的a, b值，需要滿足gcd(a,26) = 1 " << endl;cin >> a >> b;cout << "加密函數為 ex = " << a << "*x + " << b << endl;cout << endl <<"輸入你要加密的明文" << endl;cin >> c;//明文l = strlen(c);//獲取長度//encode 依次處理for (i = 0; i < l; i++){//轉化為數字x[i] = c[i] - 'a';ex[i] = (a * x[i] + b) % 26;}cout << "加密后的字母為：";//轉化為字符for (i = 0; i < l; i++){cout << char(ex[i] + 'a');}cout << endl;//decode 解密extend_Eulid(a, 26);//調用取逆dx = (dx+26) % 26;cout << "解密后的字母為：";for (i = 0; i < l; i++){y[i] = (dx*int(ex[i]) - dx*b) % 26;y[i] = (y[i] + 26) % 26;//避免附屬的出現cout << char(y[i] + 'a');}cout<<endl;system("pause");cout<<"繼續解密加密輸入1 退出0" <<endl;int pd=0;cin>>pd;if(pd==1)goto first;elsereturn 0;}

四、運行結果

數據說明、運行結果說明、運行截圖

a、輸入文本：china is great 輸入密鑰k1、k2：5、3

加密輸出結果為：NMRQDRPHKXDU

解密輸出結果為：CHINA IS GREAT（大寫）

b、輸入文本 wanghaoxuan輸入密鑰k1=7 k2=3

輸出：加密后的字母為：bdqtadxindq

解密后的字母為：wanghaoxuan

運行截圖

五、實驗總結

在解密函數最后的時候，忽略了在求y[i] = (k1的逆元int(加密過的一個元素) –k1的逆元 k2) % 26;的時候出現負數的情況，通過查閱資料用y[i] = (y[i] + 26) % 26;即可避免負數的出現。開始用C語言寫但在字符的讀入和處理空格的時候有很多的麻煩getchar等函數，所以最后使用的是c++ 的cin的格式進行處理。

我的個人博客 空の城.

總結

以上是生活随笔為你收集整理的密码学—仿射密码实验报告的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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