凯撒密码
古典密码之凯撒密码
古典密码之凯撒密码
实验⽬的
理解掌握凯撒密码的设计原理以及编程实现
实验原理
凯撒密码（Caesar）是⼀种代换密码，他是经典的古典密码算法之⼀，它的基本思想是通过把字母移动⼀定的位数来实现加密和解密。
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X将变成A，Y变成B，Z变成C。
由此可见，位数就是凯撒密码加密和解密的密钥。
实验内容
凯撒密码的编程实现
实验环境描述
1、学⽣机与实验室⽹络直连;
2、VPC1与实验室⽹络直连;
3、学⽣机与VPC1物理链路连通；
实验步骤
学⽣登录实验场景的操作
1、学⽣单击 “开始实验”进⼊实验场景，进⼊⽬标主机。
2.运⾏VC++6.0
3.”⽂件“-->“打开⼯作空间”打开c:tools51elab1001BmyCrySubstitude中的myCrySubstitude.dsw⼯程⽂件
4、查看代码并调试运⾏。
5、执⾏⽣成的myCrySubstitude.dsw⽂件
6、运⾏成功后的截图
7、理解凯撒密码实现机制。
凯撒密码实验报告册(3篇)
第1篇一、实验背景凯撒密码是一种古老的加密技术，由罗马皇帝凯撒发明。
它是一种替换加密，通过将明文字母表中的字母按照一个固定的偏移量进行替换，生成密文。
凯撒密码是最简单、最广为人知的加密技术之一，其加密和解密过程都非常简单。
二、实验目的1. 理解凯撒密码的加密和解密原理；2. 掌握凯撒密码的编程实现；3. 分析凯撒密码的安全性，了解其局限性；4. 比较凯撒密码与其他加密算法的差异。
三、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：Python3.83. 开发工具：PyCharm四、实验内容1. 凯撒密码加密和解密算法实现2. 凯撒密码安全性分析3. 凯撒密码与其他加密算法的比较五、实验步骤1. 凯撒密码加密和解密算法实现（1）定义凯撒密码加密和解密函数```pythondef caesar_encrypt(text, shift):encrypted_text = ""for char in text:if char.isalpha():shifted = ord(char) + shiftif char.isupper():if shifted > ord('Z'):shifted -= 26elif char.islower():if shifted > ord('z'):shifted -= 26encrypted_text += chr(shifted) else:encrypted_text += charreturn encrypted_textdef caesar_decrypt(text, shift):decrypted_text = ""for char in text:if char.isalpha():shifted = ord(char) - shiftif char.isupper():if shifted < ord('A'):shifted += 26elif char.islower():if shifted < ord('a'):shifted += 26decrypted_text += chr(shifted)else:decrypted_text += charreturn decrypted_text```（2）测试凯撒密码加密和解密函数```pythonif __name__ == "__main__":text = "Hello, World!"shift = 3encrypted_text = caesar_encrypt(text, shift)decrypted_text = caesar_decrypt(encrypted_text, shift)print("Original text:", text)print("Encrypted text:", encrypted_text)print("Decrypted text:", decrypted_text)```2. 凯撒密码安全性分析凯撒密码的安全性非常低，因为其密钥空间只有26个可能的值（即字母表中的字母数量）。
caesar_cipher凯撒密码
caesar_cipher凯撒密码caesar_cipher 凯撒密码概念凯撒密码是⼀种简单的替代密码，根据苏维托尼乌斯的记载，凯撒密码是由罗马共和国独裁官盖乌斯·尤利乌斯·恺撒发明的，他曾⽤凯撒密码来加密重要的军事情报。
作为⼀种替代加密算法，凯撒密码在如今看来，并⾮那么安全，它的加密⽅式只是简单的移位和替换，例如，如果明⽂移位1，则A被B替代，B将变为C，依此类推。
如果知道偏移位密钥，对密⽂解密是很简单的，只需⽤移位密钥表替换回正常字母表字母即可移位密钥表的规律很简单，不管偏移⼏位数，这些字母都移动到正常字母表的最后。
如果不知道偏移位数密钥，怎么解密密⽂呢，⽅式其实也并不困难，因为凯撒密码只有25种偏移位数的可能性，所以，只需要计算出这25种结果，必然有⼀种结果是明⽂。
算法encrypt 加密def encrypt(input_string: str, key: int, alphabet: Optional[str] = None) -> str:"""encrypt=======Encodes a given string with the caesar cipher and returns the encodedmessageParameters:-----------* input_string: the plain-text that needs to be encoded* key: the number of letters to shift the message byOptional:* alphabet (None): the alphabet used to encode the cipher, if notspecified, the standard english alphabet with upper and lowercaseletters is usedReturns:* A string containing the encoded cipher-textdecrypt 解密def decrypt(input_string: str, key: int, alphabet: Optional[str] = None) -> str:brute_force 暴⼒破解def brute_force(input_string: str, alphabet: Optional[str] = None) -> Dict[int, str]:"""brute_force===========Returns all the possible combinations of keys and the decoded strings in theform of a dictionaryParameters:-----------* input_string: the cipher-text that needs to be used during brute-forceOptional:* alphabet: (None): the alphabet used to decode the cipher, if notspecified, the standard english alphabet with upper and lowercaseletters is used代码[caesar_cipher.py]{..\src\ciphers\caesar_cipher.py}"""Prepare1. sys.path 中增加 TheAlgorithms\src ⼦模块"""import syssys.path.append('E:\dev\AI\TheAlgorithms\src')案例⼀：encrypt 加密from ciphers.caesar_cipher import encrypt,decrypt,brute_force""""""'''encrypt('The quick brown fox jumps over the lazy dog', 8)'bpm yCqks jzwEv nwF rCuxA wDmz Bpm tiHG lwo''''input_string = 'The quick brown fox jumps over the lazy dog'key= 8+52result = encrypt(input_string,key)print(f'input_string:{input_string}' )print(f'key：{key}' )print(f'encrypt result:{result}' )'''encrypt('A very large key', 8000)'s nWjq dSjYW cWq''''input_string = 'A very large key'key= 8000result = encrypt(input_string,key)print(f'input_string:{input_string}' )print(f'key：{key}' )print(f'encrypt result:{result}' )'''encrypt('a lowercase alphabet', 5, 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz')'f qtbjwhfxj fqumfgjy''''input_string = 'a lowercase alphabet'key= 5alphabet ='abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'result = encrypt(input_string,key,alphabet)print(f'input_string:{input_string}' )print(f'key：{key}' )print(f'encrypt result:{result}' )input_string:The quick brown fox jumps over the lazy dogkey：60encrypt result:bpm yCqks jzwEv nwF rCuxA wDmz Bpm tiHG lwoinput_string:A very large keykey：8000encrypt result:s nWjq dSjYW cWqinput_string:a lowercase alphabetkey：5encrypt result:f qtbjwhfxj fqumfgjy案例⼆：decrypt 解密from ciphers.caesar_cipher import encrypt,decrypt,brute_force""""""'''>>> decrypt('bpm yCqks jzwEv nwF rCuxA wDmz Bpm tiHG lwo', 8)'The quick brown fox jumps over the lazy dog'>>> decrypt('s nWjq dSjYW cWq', 8000)'A very large key'>>> decrypt('f qtbjwhfxj fqumfgjy', 5, 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz')'a lowercase alphabet''''print(decrypt('bpm yCqks jzwEv nwF rCuxA wDmz Bpm tiHG lwo', 8))print(decrypt('s nWjq dSjYW cWq', 8000))print(decrypt('f qtbjwhfxj fqumfgjy', 5, 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'))The quick brown fox jumps over the lazy dogA very large keya lowercase alphabet案例三：brute_force 暴⼒破解brute_force(input_string: str, alphabet: Optional[str] = None) -> Dict[int, str]:from ciphers.caesar_cipher import encrypt,decrypt,brute_force""""""'''>>> brute_force("jFyuMy xIH'N vLONy zILwy Gy!")[20]"Please don't brute force me!"'''s = brute_force("jFyuMy xIH'N vLONy zILwy Gy!")print(type(s))print(s)print(s[20])<class 'dict'>{1: "iExtLx wHG'M uKNMx yHKvx Fx!", 2: "hDwsKw vGF'L tJMLw xGJuw Ew!", 3: "gCvrJv uFE'K sILKv wFItv Dv!", 4: "fBuqIu tED'J rHKJu vEHsu Cu!", 5: "eAtpHt sDC'I qGJIt uDGrt Bt!", 6: "dzsoGs rCB'H pFIHs tCFqs As!", 7: "cyrnFr qBA'G o Please don't brute force me!。
简述凯撒密码的加密原理
凯撒密码的加密原理
凯撒密码是一种早期的加密方法，它使用一个密钥来将明文转换为密文。
凯撒密码的加密原理非常简单，它基于一个基本的思想：通过对明文进行一些简单的变换，将它们转换为密文。
凯撒密码的加密过程如下:
1. 选择一段长度为 n 的密钥，通常是一个整数。
2. 将密钥乘以一个常数 k，得到一个整数。
3. 将明文按照一定的顺序插入到密钥中，得到的序列就是密文。
例如，如果密钥是 3,k 是 5，那么加密过程如下:
1. 将密钥 3 乘以 5，得到 15。
2. 将明文单词“hello”插入到 15 中，得到“hel15o”。
3. 将“hel15o”按照字母顺序排列，得到密文“sn15f”。
凯撒密码的解密过程与加密过程相反，它使用相同的密钥和相同的步骤来将密文转换为明文。
凯撒密码的加密原理之所以如此简单，是因为它利用了人类语言的语法和结构。
人类语言通常是按照一定的顺序排列的，而且常常使用相同的字母或单词。
因此，通过对明文进行一些简单的变换，就可以将它们转换为密文。
尽管凯撒密码的加密原理非常简单，但它仍然是一个有效的加密方法。
它的弱点在于，如果密钥不固定，那么攻击者可以轻松地找到密钥。
然而，在那个时代，凯撒密码已经是一种非常优秀的加密方法了。
凯撒密码编程实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解凯撒密码的基本原理和加密解密过程；2. 掌握C语言编程实现凯撒密码；3. 提高编程能力和密码学基础知识。
二、实验环境1. 软件工具：Visual Studio 20192. 操作系统：Windows 10三、实验内容1. 凯撒密码原理介绍凯撒密码是一种最简单的移位密码，通过将字母表中的每个字母向前或向后移动固定数量位置来进行加密和解密。
例如，密钥为3时，A会被加密为D，B会被加密为E，以此类推。
解密过程是将密文中的每个字母向前或向后移动相同的位数，恢复出明文。
2. C语言实现凯撒密码（1）加密函数```cvoid caesar_encrypt(char input, char output, int key) {int i = 0;while (input[i] != '\0') {if (input[i] >= 'A' && input[i] <= 'Z') {output[i] = ((input[i] - 'A' + key) % 26) + 'A';} else if (input[i] >= 'a' && input[i] <= 'z') {output[i] = ((input[i] - 'a' + key) % 26) + 'a';} else {output[i] = input[i];}i++;}output[i] = '\0';}```（2）解密函数```cvoid caesar_decrypt(char input, char output, int key) {int i = 0;while (input[i] != '\0') {if (input[i] >= 'A' && input[i] <= 'Z') {output[i] = ((input[i] - 'A' - key + 26) % 26) + 'A'; } else if (input[i] >= 'a' && input[i] <= 'z') {output[i] = ((input[i] - 'a' - key + 26) % 26) + 'a'; } else {output[i] = input[i];}i++;}output[i] = '\0';}```3. 测试程序```cinclude <stdio.h>include <string.h>void caesar_encrypt(char input, char output, int key) { // 加密函数}void caesar_decrypt(char input, char output, int key) { // 解密函数}int main() {char input[100], output[100];int key;printf("请输入密钥（1-25）: ");scanf("%d", &key);printf("请输入明文: ");scanf("%s", input);caesar_encrypt(input, output, key);printf("加密结果: %s\n", output);caesar_decrypt(output, input, key);printf("解密结果: %s\n", input);return 0;}```四、实验结果与分析1. 实验结果（1）输入密钥为3，明文为"hello world"，加密结果为"kiho world"，解密结果为"hello world"；（2）输入密钥为5，明文为"goodbye world"，加密结果为"jvvhv world"，解密结果为"goodbye world"。
凯撒密码的实验报告
凯撒密码的实验报告凯撒密码的实验报告引言：密码学作为一门古老而神秘的学科，一直以来都吸引着人们的兴趣。
而凯撒密码作为密码学的基础，其简单而又经典的加密方式，更是备受研究者和爱好者的关注。
本实验旨在通过对凯撒密码的实践应用，深入了解其原理和加密解密过程。
一、凯撒密码的原理凯撒密码，又称移位密码，是一种最早被记录的密码系统。
其基本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，从而得到密文。
在凯撒密码中，移位的规则是将字母按照顺序向后移动固定的位置，例如向后移动3个位置，即A变成D，B变成E，以此类推。
二、实验步骤1. 确定移位规则：在本次实验中，我们选择了向后移动3个位置的规则进行加密和解密。
2. 加密过程：将明文中的每个字母按照移位规则进行替换，得到对应的密文。
例如，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。
3. 解密过程：将密文中的每个字母按照移位规则进行逆向替换，得到对应的明文。
例如，密文中的字母D将被替换为A，字母E将被替换为B，以此类推。
三、实验结果通过对凯撒密码的加密和解密实验，我们得到了以下结果：1. 加密结果：将明文“HELLO WORLD”加密后得到密文“KHOOR ZRUOG”。
2. 解密结果：将密文“KHOOR ZRUOG”解密后得到明文“HELLO WORLD”。
四、实验分析通过对凯撒密码的实验结果进行分析，我们可以得出以下结论：1. 凯撒密码的加密过程是可逆的，即通过解密过程可以还原出原始的明文。
2. 凯撒密码的加密强度较低，容易受到暴力破解的攻击。
因为凯撒密码只有26种可能的移位规则，暴力破解者可以通过尝试每一种规则来解密密文。
3. 凯撒密码的应用范围有限，适用于一些简单的信息加密场景，但在现代密码学中已经不再被广泛使用。
五、实验总结通过本次实验，我们对凯撒密码有了更深入的了解。
凯撒密码作为密码学的基础，为后来的密码学研究奠定了基础。
虽然凯撒密码的加密强度较低，但其简单易懂的原理和操作方式，使其成为初学密码学的入门工具。
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-凯撒密码Caeser
古典密码-凯撒密码Caeser凯撒密码Caeser Cipher在早期，凯撒密码（Caeser Cipher）是指将密⽂平移三位，后来经过推⼴，平移个数扩展为任意位，即移位密码（Shift Cipher）原理凯撒密码（Caesar）加密时会将明⽂中的每个字母都按照其在字母表中的顺序向后（或向前）移动固定数⽬（循环移动）作为密⽂。
例如，当偏移量是左移 3 的时候（解密时的密钥就是 3）：明⽂字母表：ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ密⽂字母表：DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC使⽤时，加密者查找明⽂字母表中需要加密的消息中的每⼀个字母所在位置，并且写下密⽂字母表中对应的字母。
需要解密的⼈则根据事先已知的密钥反过来操作，得到原来的明⽂。
例如：明⽂：THE QUICK BROWN FOX JUMPS OVER THE LAZY DOG密⽂：WKH TXLFN EURZQ IRA MXPSV RYHU WKH ODCB GRJ特定名称根据偏移量的不同，还存在若⼲特定的恺撒密码名称：偏移量为 10：Avocat （A→K）偏移量为 13：偏移量为 -5：Cassis （K 6）偏移量为 -6：Cassette （K 7）此外，还有还有⼀种基于密钥的凯撒密码 Keyed Caesar。
其基本原理是利⽤⼀个密钥，将密钥的每⼀位转换为数字（⼀般转化为字母表对应顺序的数字），分别以这⼀数字为密钥加密明⽂的每⼀位字母，例如：密⽂：s0a6u3u1s0bv1a密钥：guangtou偏移：6,20,0,13,6,19,14,20明⽂：y0u6u3h1y0uj1u解密⼯具在线⽹站：该⽹站可以在线对凯撒进⾏25中移位的破解，并直接返回结果⼯具：CaptfEncoder⾥⾯集成了⼀堆各式各样的⼯具，其中就包含Caeser Cipher的解密。
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南通大学网络安全实验课
实验报告
学生姓名
所在院系
专业
学号
指导教师
南通大学
2014年 5 月
凯撒密码
一、概念与原理
它是一种代换密码。
据说恺撒是率先使用加密函的古代将领之一，因此这种加密方法被称为恺撒密码。
凯撒密码作为一种最为古老的对称加密体制，在古罗马的时候都已经很流行，他的基本思想是：通过把字母移动一定的位数来实现加密和解密。
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X将变成A，Y变成B，Z变成C。
由此可见，位数就是凯撒密码加密和解密的密钥。
如恺撒使用过的偏移量为3的这种密码，若明文为：
M=Casesar cipher is a shift substitution
则密文为
C=Fdvhvdu flskhu lv d vkliw vxevwlwxwlrq
二、实验内容与步骤
1、手动完成Caesar密码
（1）在实验原理部分我们已经了解了Caesar密码的基本原理，那么我们先写出当密钥k=3时，对应明文：data security has evolved rapidly的密文。
（2）进入实验平台，单击工具栏中的“密码工具”按钮，启动密码工具，在向导区点击“Caesar密码”。
在明文输入区输入明文：data security has evolved rapidly。
将密钥k调节到3，查看相应的密文，并与你手动加密的密文进行比较。
请根据密钥验证密文与明文对应关系是否正确。
2、Caesar加密
（1）进入“加密解密”｜“Caesar密码”视图，在明文输入区输入明文（明文应为英文），单击“加密”按钮进行加密。
（2）调节密钥k的微调按钮或者对照表的移位按钮，选择合适的密钥k值，并记下该密钥k值用于同组主机的解密。
加密工作完成后，单击“导出”按钮将密文默认导出到Caesar 共享文件夹(D:\Work\Encryption\Caesar\)中，默认文件名为Caesar密文.txt。
（3）通知同组主机接收密文，并将密钥k通告给同组主机。
（4）单击“导入”按钮，进入同组主机Work\Encryption\Caesar目录（\\同组主机IP\Work\Encryption\Caesar），打开Caesar密文.txt。
（5）调节密钥k的微调按钮或对照表的移位按钮，将k设为同组主机加密时的密钥k 值，这时解密已经成功。
（6）将解密后的明文与同组主机记录的明文比较，请对比明文是否相同。
3、Caesar密码分析
（1）本机进入“密码工具”｜“加密解密”｜“Caesar密码”，在明文输入区输入明文（要求明文有一定的意义以便让同组主机分析）。
（2）调节密钥k的微调按钮或者对照表的移位按钮，选择合适的密钥k值完成Caesar 加密，单击“导出”按钮，将密文默认导出到Caesar共享文件夹中。
（3）通告同组主机（不要通告密钥值k）密文已经放在共享文件夹中，让同组主机获
取密文。
（4）单击“导入”按钮将同组主机Caesar密文导入。
（5）调节密钥k的微调按钮或者对照表的移位按钮来调节密钥，从而进行密码分析（平均13次，最坏26次破解）。
（6）将破解后的密钥和明文与同组主机记录的密钥和明文比较。
如果不同请调节密钥k继续破解。
三、使用C++实现凯撒密码加密解密
# include<iostream.h>
# include<string.h>
void main(void)
{
cout<<"\n";
cout<<" ***************凯撒密码*************** "<<endl; cout<<" Made by 曹陈奇"<<endl; char a[26];
for(int i=0;i<26;i++)
a[i]=char(65+i);
char s[64];
cout<<"\n***加密***\n"<<endl;
L1: cout<<"请输入明文:"<<"\a";
cin.getline(s,64);
for(int k=0;k<strlen(s);k++){
char w=s[k];
if(int(w)<65||int(w)>90)
goto L1;}
int key,key1;
cout<<"请输入您的密钥(必需是整数):";
cin>>key;
int g[64],l;
cout<<"所得的密文为:";
for(int h=0;h<strlen(s);h++){
g[h]=int(s[h]);
l=((g[h]-65)+key)%26;
cout<<a[l];
}
cout<<endl; //明文转换为密文；
cout<<"\n***解密***\n"<<endl;
cout<<"请输入您的密文:";
char q[64];
cin>>q;
cout<<"请输入您的密钥(必需是整数):";
cin>>key1;
int e[64],b;
cout<<"解密后的明文为:";
for(int v=0;v<strlen(q);v++){
e[v]=int(q[v]);
b=((e[v]-65)-key1+26)%26;
cout<<a[b];
}
cout<<endl; //密文转换为明文；
}
四、测试结果
五、总结与感受
凯撒密码是一种最简单且最广为人知的加密技术。
小学的时候和同学就玩过用移位替换字母的方式来“写信”，但那时候还不知道我们用的就是一种凯撒密码。
由于时间和水平有限，我的这段代码只能把大写字母进行明文和密文的转换，没有添加小写字母的部分。
有时间我会再进行改进，争取将它编得更加完整。