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维吉尼亚密码（C语言实现）.doc

发布时间：2022-06-13 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.30M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    School of Software, Yunnan University
    云南大学软件学院 School of Software, Yunnan University 成绩 学 期: 2011 秋季学期 课程名称: 密码技术 任课教师: 学生姓名: 学 号: 实验项目: 联系电话: 电子邮件: 实验一 完成提交时间： 年 月 日
    密码技术实验报告 实验项目：实验一，第 1 题 实现维吉尼亚密码的加密和解密 实验要求 （内容） 实现维吉尼亚密码，用键盘接收明文和密钥，屏幕打印密文和解密后的明文。 要求大小写敏感，明文小写则密文大写，明文大写则密文小写输出，注意输入的 健壮性控制，明文字符超出字符集后保留原文。 操作系统：win7 实验环境 编译环境：Microsoft Visual Studio 2010 本次实验达到了题目的要求： 实现维吉尼亚密码，用键盘接收明文和密钥，屏幕打印密文和解密后的明文； 明文小写则密文大写，明文大写则密文小写输出，明文字符超出字符集后保 实现功能 留原文。 主函数的操作也充分体现了程序的可操作性和健壮性，能够让用户自己选择 相应的操作，比如加密、解密以及对程序的一些基本情况说明。 但是对密钥的输入有较多的约束。首先，输入的密钥必须是小写字母，不能 是其它的字符，否则加解密的过程会出现错误。 数据结构 本次实验过程中用到的主要数据结构为数组，在实验中我定义了多个字符数 组，如 char plaintext[100]声明字符数组存储明文，char ciphertext[100]声明字符数 组存储密文，char key[100]声明字符数组存储密钥，并且通过对数组下标的操作 完成对明文、密钥和密文的处理，根据用户输入的明密文以及密钥得到相对应的 密明文。这个程序的实现并不是很复杂，因此也没有采用更多的数据结构。
    程序模块结构图： 开 始 start 选择操作 选择加密 调用加密函数 选择说明或退出 调用说明函数 选择解密 调用解密函数 用户输入明文和密钥（或者是密文和密钥），并用数组 plaintext[100]接收存储明文（或用数组 ciphertext[100]接收存 储密文），然后用数组 key[100]接收存储密钥。 程序流程 判断输入密 钥的合法性 是 重新输入密钥 加密的核心过程：明文小（大）写字母加上相应的密钥字母得到大（小）写 的密文字母，超出字符集的符号保留原文。 解密的核心过程：密文小（大）写字母减去相应的密钥字母得到大（小）写 的明文字母，超出字符集的符号保留原文。 输出明（密）文及所对应的密（明）文 函数的调用关系： 主函数 main() 加密函数 Encrypt() 解密函数 Decrypt() 说明函数 Explain()
    主要函数的接口、调用与被调用函数、所实现的功能和实现的主要思路： int main(char ch) ： Function: 为用户提供基本操作，调用加密解密函数。 Calls: 调用了加密函数 Encrypt()，解密函数 Decrypt()和程序说明函数 Explain()。 Called By: 未被其它函数调用。 Input(type) 字符型（char）。 Output(type): 无，只是输出“”中的字符串。 Return(type): 整型 Others: Bug: 无 测试尚未发现 代 码 与 代 码分析 void Encrypt(char plaintext[],char key[]) Function: 实现的功能是：接收明文和密钥的输入，并使用维吉尼亚密码进行加密，然 后输出密文。 实现的主要思路：首先用 gets()函数接收明文和密钥的输入，然后对密钥进 行检查，若出现除小写字母外的其它字符则返回重新输入；加密的核心算法是（以 明文小写字母为例）：ciphertext[i]=((plaintext[i]-'a')+(key[i%k_len]-'a'))%26+'A'，利 用对数组的下标操作一次取出明文字母和密钥字母，然后明文字母和密钥字母都减 去'a'，得到明文字母和密钥字母在字母表中的序号，二者相加再模 26 后即可得到 密文字母在字母表中的序号，最后再加上'A'即可得到对应的密文字母。 key[i%k_len]包含了对密钥的处理，若明文字母长度比密钥长度长时，用公式 i%k_len 可以使 plaintext[i]与密钥字母（重复多次）一一对应。 Calls: 未调用其它函数。 Called By: 被主函数 main()调用。 Input(type) 字符型(char)。 Output(type): 字符型(char)。 Return(type): 无返回值的类型。
    Others: 无 Bug: 测试中尚未发现 void Decrypt(char ciphertext[],char key[]) Function: 实现的功能是：接收密文和密钥的输入，并使用维吉尼亚密码进行解密，然 后输出明文。 实现的主要思路：首先用 gets()函数接收密文和密钥的输入，然后对密钥进 行检查，若出现除小写字母外的其它字符则返回重新输入；解密的核心算法是（以 明文小写字母为例）：plaintext[i]=((ciphertext[i]-'A')-(key[i%k_len]-'a'))%26+'a'，利 用对数组的下标操作一次取出密文字母和密钥字母，然后密文字母和密钥字母分别 减去'A'和'a'，得到密文字母和密钥字母在字母表中的序号，二者相减再模 26 后即 可得到明文字母在字母表中的序号，最后再加上'A'或'a'即可得到对应的明文字母。 key[i%k_len]包含了对密钥的处理，若密文字母长度比密钥长度长时，用公式 i%k_len 可以使 plaintext[i]与密钥字母（重复多次）一一对应。 Calls: 未调用其它函数。 Called By: 被主函数 main()调用。 Input(type) 字符型(char)。 Output(type): 字符型(char)。 Return(type): 无返回值的类型。 Others: Bug: 无 测试中尚未发现
    实验输入：先选择加密，然后输入明文：my name is yqg! 密钥：yqg 选择解密，然后输入密文：ko lqsc oq eow! 密钥：yqg 实 验 输 入 ( 可 加 截 图)： 选择加密，然后输入明文：my name is yqg! 密钥：yqg 加密后输出的结果 是：KO LQSC OQ EOW！ 结 果 输 出 ( 可 加 截 图)： 选择解密，然后输入密文：ko lqsc oq eow! 密钥：yqg 解密后输出的结果 是：MY NAME IS YQG!
    实验项目：实验一，第 2 题 实现单表替换密码的加密和解密 实验要求 （内容） 实现单表替换密码，用键盘接收明文和密钥，屏幕打印替换表和密文。 要求：大小写敏感，明文小写则密文大写，明文大写则密文小写输出，注意 输入的健壮性控制，明文字符超出字符集后保留原文 操作系统：win7 实验环境 编译环境：Microsoft Visual Studio 2010 本次实验达到了题目的要求： 实现单表替换密码，用键盘接收明文和密钥，屏幕打印密文和解密后的明文； 明文小写则密文大写，明文大写则密文小写输出，明文字符超出字符集后保 实现功能 留原文。 主函数的操作也充分体现了程序的可操作性和健壮性，能够让用户自己选择 相应的操作，比如加密、解密以及对程序的一些基本情况说明。 但是对密钥的输入有较多的约束。首先，输入的密钥必须是小写字母，不能 是其它的字符，否则加解密的过程会出现错误。 数据结构 本次实验过程中用到的主要数据结构为数组，在实验中我定义了多个字符数 组，如 char plaintext[100]声明字符数组存储明文，char ciphertext[100]声明字符数 组存储密文，char key[100]声明字符数组存储密钥，char table[27]声明字符数组存 储字母表，并且通过对数组下标的操作完成对明文、密钥和密文的处理，根据用 户输入的明密文以及密钥得到相对应的密明文。这个程序的实现并不是很复杂， 因此也没有采用更多的数据结构。
    程序模块结构图： 开 始 start 选择操作 选择加密 调用加密函数 选择说明或退出 调用说明函数 选择解密 调用解密函数 用户输入明文和密钥（或者是密文和密钥），并用数组 plaintext[100] 接收存储明文（或用数组 ciphertext[100]接收存储密文），然后用 数组 key[100]接收存储密钥。若明密文是大写则需先转换为小写。 程序流程 判断输入密 钥的合法性 是 否 重新输入密钥 单表替换加解密的核心过程：构建替换表。首先，将字母表接在输入的 密钥字符串之后构成最初的替换表，然后对替换表进行循环操作，若发现有 重复的字母，直接将该后面重复的字母删除，最终构成有 26 个无序字母组 成的替换表。 加密的核心过程：首先字母表与替换表一一对应，在字母表中找到明文字母 然后转换成与该字母对应的替换表中的字母，超出字符集的符号保留原文。 解密的核心过程：首先字母表与替换表一一对应，在替换表中找到密文字母 然后转换成与该字母对应的字母表中的字母，超出字符集的符号保留原文。 若输入的明（密）文是小写，则需先将密 （明）文转换成大写，然后输出
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