实验一 古典密码Vigenere 实验报告
L001001012-古典密码-维吉尼亚密码实验
软件描述
VC6.0
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；
预备知识
人们在单一恺撒密码的基础上扩展出多表密码，称为“维吉尼亚”密码。它是由16世纪法国亨利三世王朝的布莱瑟·维吉尼亚发明的。维吉尼亚密码引入了“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。维吉尼亚密码的密钥空间大小为26m，所以即使m的值很小，使用穷尽密钥搜索方法也需要很长的时间。例如，当m=5时，密钥空间大小超过1.1*107，这样的密钥量已经超出了使用手算进行穷尽搜索的能力范验课题名称
L001001012-古典密码-维吉尼亚密码实验
实验目的与要求
维吉尼亚密码是古典密码中非常具有代表的例子。本实验要求用高级语言编写和调试一个简单的维吉尼亚密码实现及解密程序，通过本实验可以加深理解维吉尼亚密码原理。
实验环境
VPC1(虚拟PC）
Windows XP
VPC1连接要求
维吉尼亚密码引入了“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。假如以上面第一行代表明文字母，左面第一列代表密钥字母，对如下明文加密：
TO BE OR NOT TO BE THAT IS THE QUESTION
当选定RELATIONS作为密钥时，加密过程是：明文一个字母为T，第一个密钥字母为R，因此可以找到在R行中代替T的为K，依此类推，得出对应关系如下：
解密流程：
第一步：编号。将A-Z以编号0-25编号；
第二步：获取密钥。举例：wangyuhang；
第三步：密文处理。去掉所有空格；处理后：senxadvyyoikneqywvrekueyals；
信息安全概论1
河南工业大学实验报告
一、实验目的
1、理解简单加密算法的原理；
2、掌握Vigenere密码的原理，完成Vigenere密码加解密程序的编写；
3、通过实验，加深对古典密码体制的了解，掌握对字符进行灵活处理的方法。
二、实验要求
根据Vigenere密码的原理编写程序，对输入的符号串能够根据设置的密钥分别正确实现Vigenere加密和解密功能。
三、实验过程及结果
3.2实验结果如下图所示
3.2.1加密测试数据一：
图1
3.2.2加密测试数据二：
图2
3.2.3解密测试数据一：
图3
3.2.4解密测试数据二：
图4
四、实验总结
在做本实验之前，前一天晚上先预习看了一下，然后到第二天做实验时大概有了思路。
当然在实验中出现了一些问题，譬如，对明文大小写字母转换成密文大小写字母，空格处理等等方面。
后来到中午经过网上搜索和同学讨论，一起解决了这些问题。
做完实验后，我清楚地知道了古典密码的加密方式解密方式，对此我产生了一些兴趣，感觉很有趣。
古典算法加密实验报告
一、实验目的通过本次实验，掌握古典加密算法的基本原理和实现方法，加深对古典加密算法的理解，提高编程能力。
二、实验内容本次实验主要涉及以下古典加密算法：1. 仿射密码2. 单表代替密码3. 维吉尼亚密码三、实验原理1. 仿射密码仿射密码是一种单字母替换密码，其加密原理为将明文进行0~25字母编码，按照加密公式计算出密文对应位置的字母编码，最后从密文的字母编码还原出密文对应位置的字母。
解密原理与加密原理相反。
2. 单表代替密码单表代替密码的加密原理为利用代替表，将明文中的每个字符映射到密文。
解密原理为对代替表进行反向查找，由密文映射回明文。
3. 维吉尼亚密码维吉尼亚密码的加密原理为通过加密方程Ci = (pi k(i mod m)) mod 26，由明文得到密文。
解密原理为解密过程是加密过程的逆过程，通过解密方程pi = (Ci k(i mod m)) mod 26。
四、实验步骤1. 仿射密码（1）编写加密函数encrypt，输入明文和密钥a、b，输出密文。
（2）编写解密函数decrypt，输入密文和密钥a、b，输出明文。
（3）测试加密和解密函数，验证其正确性。
2. 单表代替密码（1）编写加密函数subencrypt，输入明文和代替表，输出密文。
（2）编写解密函数subdecrypt，输入密文和代替表，输出明文。
（3）测试加密和解密函数，验证其正确性。
3. 维吉尼亚密码（1）编写加密函数vigenereencrypt，输入明文和密钥，输出密文。
（2）编写解密函数vigeneredecrypt，输入密文和密钥，输出明文。
（3）测试加密和解密函数，验证其正确性。
五、实验结果与分析1. 仿射密码通过编写encrypt和解密函数，成功实现了仿射密码的加密和解密过程。
实验结果表明，加密和解密函数运行正常，能够正确转换明文和密文。
2. 单表代替密码通过编写subencrypt和解密函数，成功实现了单表代替密码的加密和解密过程。
K_实验一 古典密码实验
实验一古典密码学若干算法实验名称：古典密码学若干算法实验类型: 验证性实验学时：4适用对象: 信息安全专业、计算机网络一、实验目的学习常见的古典密码学算法，通过编程实现替代密码算法和置换密码算法，加深对古典密码体制的了解，为深入学习密码学奠定基础，并学习到经典密码学算法中常见的一些方法和策略。
二、实验要求(1) 实现移位密码；(2) 实现替换密码；(3) 实现Vigenere密码(选做)；(4) 实现置换密码(换位密码)；(5) 对每一种密码，编写加密字符串和加密文件的两种算法并进行实验。
(5) 撰写规范的实验报告。
三、实验原理古典密码算法曾被广泛应用，大都比较简单，可使用手工和机械操作来实现加密和解密。
它的主要应用对象是文字信息，利用密码算法实现文字信息的加密和解密。
下面以两种常见的具有代表性的古典密码算法，以帮助读者对密码算法建立一个初步的印象。
(1)替代密码替代密码的原理是使用替代法进行加密，就是将明文由其它的字母、数字或符合所代替后形成密文。
这里每个明文字母对应的密文字母可能是一个，也可能是多个。
接收者对密文进行逆向替换即可得到明文。
替代密码典型的表现形式有：1）单表代替即简单替代密码或者称为单字母代替，明文字母表中的一个字符对应密文字母表中的一个字符。
这是所有加密中最简单的方法。
关键词加密法就是一种典型的单表代换方法。
它通过下述两步来构造（生成对应关系）。
这里以ASCII码-256个字母表为例：(1) 选择一个关键词，如果该关键词有重复的字母，去除第一次出现之外的所有相同的字母。
例如：关键词为：“This is the Key.”则使用：“This teKy.”。
（2）将该关键词写在字母表的下方，并用字母表的其他字母按标准的顺序写余下的空间。
例如：以下两个算法为根据关键词theKey,来生成上面的加密密钥 KEY，然后对相应的数据进行加密。
// KeyEncrypt.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
vigenere密码原理
vigenere密码原理维吉尼亚密码（Vigenère cipher）是一种经典的多表密码算法，它采用了简单的替换方法和关键字循环。
维吉尼亚密码最早由法国人布莱克默（Blaise de Vigenère）在16世纪中期创造，并且在欧洲多个国家使用了数百年。
它是最早并且最著名的使用重复密钥的多表密码之一。
维吉尼亚密码是一种多表密码，这意味着它使用了一系列的字母表来进行替换。
维吉尼亚密码的加密过程通过将明文字符替换成密文字符来实现。
不同于凯撒密码只使用一个固定的替换规则，维吉尼亚密码使用一系列的凯撒密码来实现，这些凯撒密码都是通过关键字生成的。
维吉尼亚密码使用一个关键字作为循环的密钥，该关键字会重复直到与明文长度相等。
例如，如果明文是"HELLO"且关键字是"KEY"，则关键字会重复直到与明文长度相等，即"KEYKE"。
然后，关键字中的每个字母会与明文中的相应字母进行替换。
替换的方法是将明文字母与关键字字母在字母表中的位置相加，并且对字母表的长度取模。
最后，将得到的结果字母替换掉对应的明文字母，从而得到密文。
下面以一个例子来说明维吉尼亚密码的加密过程。
设定明文为"HELLO"，关键字为"KEY"。
首先，将关键字"KEY"重复直到与明文长度相等，得到"KEYKE"。
然后，将明文字符"H"与关键字字符"K"相加，其在字母表中的位置为8+11=19。
对字母表的长度26取模，得到替换结果19，即字母"T"。
同样地，将"E"与"K"相加，其在字母表中的位置为5+11=16，对26取模，得到替换结果16，即字母"Q"。
继续进行下去，得到密文"TIPTL"。
实验一古典密码-Vigernere算法实验-2022
实验一古典密码-Vigernere算法实验-2022一、实验目的1、理解简单加密算法的原理；2、掌握Vigenere密码的原理，完成Vigenere密码加解密程序的编写；3、通过实验，加深对古典密码体制的了解，掌握对字符进行灵活处理的方法。
二、实验预习提示1、多表代换密码多表代换密码是指以一系列（两个以上）代换表一次对明文消息空间中的明文消息元素进行代换的加密方法。
如果代换序列为非周期的无限序列，即对每个明文字母都采用不同的代换表（或密钥）进行加密，则相应的密码称为一次一密钥密码。
一次一密钥密码是理论上唯一不可破译的密码，可称为是无条件安全的。
如果一个密码体制被称为是无条件安全的，即是指即便提供无穷的计算资源，密码分析者也无法攻破该密码体制。
如果一个密码体制被称为是计算安全的，则是指密码分析者根据可利用的资源无法攻破该密码体制。
由于一次一密钥密码需要的密钥量和明文消息长度相同，因而难以广泛使用。
为了减少密钥量，在实际应用中多采用周期多表代换密码，即代换表个数有限，重复地使用。
典型的多表代换密码包括维吉尼亚（Vigenere）密码、博福特（Beaufort）密码、滚动密钥（running-key）密码、弗纳姆（Vernam）密码和转轮（rotormachine）密码等。
2、Vigenere密码概述Vigenere密码译为维吉尼亚密码或维热纳尔密码，维吉尼亚密码曾多次被发明。
该方法最早记录在吉奥万巴蒂斯塔贝拉索（GiovanBattitaBellao）于1553年所著的书《吉奥万巴蒂斯塔贝拉索先生的密码》（意大利语：Lacifradel.Sig.GiovanBattitaBellao）中。
然而，后来在19世纪时被误传为是法国外交官布莱斯德维吉尼亚（BlaieDeVigenère）所创造，因此现在被称为“维吉尼亚密码”。
3、Vigenere密码Vigenere密码是使用一系列恺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。
VigenereCipher暗码解码[整理版]
![VigenereCipher暗码解码[整理版]](https://img.taocdn.com/s3/m/758ea93d4a73f242336c1eb91a37f111f0850d59.png)
Vigenere Cipher解密一、实验任务Vigenere Cipher加密密文如下：KVNIICWZSNOHUNXQGMRNAHUVWPTBWBPKVYPTBASHRZVIIWIBCGJS GEYGFMOAKBTBJKMAQEGSQJIJHTRGJSFRXTNBVFVCORWGENSIKRRAX V AIHNNZZRRCKMQEGOGRHGJCOYKVNIICWZSNOHUNXQGMRNACAGLG KMRUKZYFSHZMCEIWNGLGLWBFQTSBVOXZGYCJRFEPWBVRUCAFSHY WFZGFFYEXXWKAGFFJMNEJSNDZRGSUBBRBYBGBKGMPSECHGUIVTJZ RQTOESVAMFUQCQVLCOMOQTSNZXJTBCAGRNLIXXVHUGGGNXGHNA V UGVFWKIXWNUHNGIUPMZGGFVAKYBBVGJSUREVHNW ALIFGMEXAKRN HREMPZEWGJHURLGTBCSQDCEIULQCAYWYYFGMZOAUTBEQGWQBGQ OABEUBACSHFRRHQFIBQLIFGMEX请写出详细解密过程。
二、Vigenere加密与解密Vigenere加密为单表代换密码，其加密过程可表述为：设m是一个正整数，定义P=C=K=(Z26)m,对任意的密钥K=(k1,k2,…,km),定义eKx1,x2,…,xm=(x1+k1,x2+k2,…,xm+km)和dKy1,y2,…,ym=(y1-k1,y2-k2,…,ym-km)为Vigenere加密和解密过程，以上所有运算都在(Z26)m上进行。
三、Vigenere密文的破译Vigenere解密首先在于确定密钥长度m，意大利的乔瓦·尼·波塔于1602年首先发现Vigenere明/密文中重复字母串的距离正好是密钥长度的倍数，这一现象称为“合拍”现象。
由此出发，产生的确定m长度常用方法有两种：方法一是Kasiski测试法；方法二是重合指数法。
实验一 古典密码-Vigernere算法
int word_length = strlen(word);
int i, j, k;
for(i = 0; i < word_length; i++)
{
j = i % key_length;
if (word[i] >= 'a' && word[i] <= 'z')
{
k = word[i] - 'a';
k = (k + key[j] - 'A') % 26;
text[i] = k + 'a';
}
else if (word[i] >= 'A' && word[i] <= 'Z')
{
k = word[i] - 'A';
k = (k + key[j] - 'A') % 26;
Vigenere加密
图1Vigenere加密结果
2、Vigenere解密
图2Vigenere解密结果（输入正确密钥）
图3Vigenere解密结果（输入错误密钥）
四，实验中的问题及心得
示范源程序在DEV C++ 上运行时存在一个不足，就是选择输入错误时加密文件和秘钥输入后会提示输入错误，但不会在进行输入程序就结束了，所以我对代码进行部分调整，使选择输入错误时，继续输入字符串和秘钥，然后报错后可以重新选择输入。本次试验主要是要加深对古典密码体制的了解，掌握对字符进行灵活处理的方法。根据Vigenere密码的原理编写程序，对输入的符号串能够根据设置的密钥分别正确实现Vigenere加密和解密功能，由于长时间没有进行编程训练，一些以前掌握的编程技巧现在都不熟悉了，作为计算机专业的学生，还是要注意平时的训练，熟能生巧。
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实验目的 深入学习密码学奠定基础。
Vigenere 体制是 1586 年由法国密码学家 Blaise de Vigenere 发明的多表简单加法 密码。 设明文 m = m1 m2 L mn ，密钥
k = k1 k 2 L k n ,
则密文
c = E k (m) = c1 c 2 L c n
实验原理
陕西师范大学数学与信息科学学院 信 息 安 全 实 验 报 告
学号________姓名 姓名________ 班级 班级________ 时间 时间________ 成绩 成绩_______ 学号 姓名
实验名称
古典密码算法
通过编程实现 Vigenere 密码的加、解密算法，加深对古典密码体制的了解，为
2、针对以上加密程序段，编程实现解密。要求：解密的对象就是上一程序段的输 出结果。 要求： 上述密码算法的实现程序命名为 vigenere.c， 分别提供加、 解密函数： encrypt( ) 和 decrypt( ) 。
实 验 过 程
实验 结果 示例
实验 心得
其中ci = (mi + k i )mod26, i = 1,2,L, n.
当密钥的长度比明文短时，密钥可以周期性的重复使用，直至完成文中 每个字母的加密。
运行 Windows 操作系统的 PC 机，具有 VC++ 6.0 语言编译环境。
பைடு நூலகம்
实验环境
实验 内容
1、根据实验原理部分对 Vigenere 密码算法的介绍，编写 Vigenere 加密算法的实现 程序，要求：用户从键盘输入密钥 k 和任意的明文信息，输出相应的密文。