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。
密码学入门1凯撒密码与栅栏密码

2021/3/11
8
栅栏密码
④第一组y u r b a t f l 第二组o a e e u i u # 连接起来yurbatfloaeeuiu# ⑤输出密文:yurbatfloaeeuiu#
2021/3/11
9
栅栏密码
解密
①输入密文:yurbatfloaeeuiu#
②平分密文:y u r b a t f l
加密后xyzab cdefg hijkl mnopq rstuv w
②密文:promofpb 在加密后的字母表中找到字母并一一对应上去
得到明文surprise
③输出明文:surprise
大功告成!!!
2021/3/11
4
凯撒密码
为什么k的值有限制呢? 不知道k值可以解开吗?Βιβλιοθήκη 2021/3/115
凯撒密码
我们想一想,你如果向右移动26位你和没有移动有什么区别呢?如果你移动 27位,其实本质上你只移动了一位,不是吗?
如果你没有密匙k怎么破解呢?因为只有25种情况,所以我们采用穷举法,一 种一种慢慢试。(至于什么时候对,就看你的运气了)
2021/3/11
6
栅栏密码
概念:所谓栅栏密码,就是把要加密的明文分成N个一组,然后把每组的第1 个字连起来,形成一段无规律的话。 不过栅栏密码本身有一个潜规则,就是 组成栅栏的字母一般不会太多。(一般不超过30个,也就是一、两句话)。
加密后xyzab cdefg hijkl mnopq rstuv w
在原始字母表中寻找出surprise与加密后的字母表中一一对应字母
分别是promofpb
⑥输出密文:promofpb加密完成
2021/3/11
凯撒加密实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的通过本次实验,掌握凯撒加密法的原理和步骤,了解其在密码学中的应用,并能够使用Python语言实现凯撒加密和解密功能。
二、实验原理凯撒加密法是一种最简单且最广为人知的替换加密技术。
其基本原理是将明文中的每个字母按照字母表的顺序向后(或向前)移动一个固定数目的位置,从而生成密文。
例如,当偏移量为3时,明文中的A将变成D,B变成E,以此类推。
凯撒加密法的密钥是偏移量,它决定了加密过程中字母的移动方向和距离。
密钥的取值范围是1到25,表示将字母表向后移动1到25个位置。
三、实验内容1. 凯撒加密使用Python语言实现凯撒加密功能,具体步骤如下:- 定义一个函数,接收明文和密钥作为参数。
- 将明文中的每个字母按照字母表的顺序向后移动密钥指定的位置。
- 对于超出字母表范围的字母,将其转换回字母表的首部。
- 返回加密后的密文。
2. 凯撒解密使用Python语言实现凯撒解密功能,具体步骤如下:- 定义一个函数,接收密文和密钥作为参数。
- 将密文中的每个字母按照字母表的顺序向前移动密钥指定的位置。
- 对于超出字母表范围的字母,将其转换回字母表的首部。
- 返回解密后的明文。
3. 实验演示使用实验代码演示凯撒加密和解密过程,包括以下示例:- 示例1:明文为“The quick brown fox jumps over the lazy dog”,密钥为3,加密后的密文为“Wkh txlfn eurzq ira mxpsv ryhu wkh odcb grj”。
- 示例2:密文为“Wkh txlfn eurzq ira mxpsv ryhu wkh odcb grj”,密钥为3,解密后的明文为“The quick brown fox jumps over the lazy dog”。
四、实验结果与分析1. 加密效果通过实验验证,凯撒加密法能够有效地将明文转换为密文,且解密过程也能够将密文恢复为明文。
凯撒密码解密算法

凯撒密码是一种简单的替换式密码,其加密和解密都是基于字母在字母表中的位置进行的。
加密时,将明文中每个字母的位置加上或减去一个固定的数字,从而得到密文。
解密时,将密文中每个字母的位置减去或加上固定的数字,从而得到原始的明文。
下面是凯撒密码的解密算法步骤:
1. 首先,将密文中的每个字母映射回明文字母表中的位置。
2. 然后,计算明文字母在字母表中的位置,减去偏移量。
3. 最后,将计算出的位置映射回明文字母表中的位置,得到解密后的明文字母。
以字母"M"为例,其在字母表中的位置是10,偏移量为3,则解密过程如下:
1. 将"M"映射回明文字母表中的位置,即10 - 3 = 7。
2. 计算7在明文字母表中的位置,即7 - 3 = 4。
3. 将4映射回明文字母表中的位置,即4 - 3 = 1。
因此,"M"解密后的明文字母为"D"。
需要注意的是,如果密文中的字母在字母表中的位置超过了26,则需要先将其减去26,再进行解密。
例如,"Z"在字母表中的位置是26,解密时需要将其减去26,再进行解密。
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。
凯撒密码算法

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。
1概念在密码学中,恺撒密码(或称恺撒加密、恺撒变换、变换加密)是一种最简单且最广为人知的加密技术。
它是一种替换加密的技术。
这个加密方法是以恺撒的名字命名的,当年恺撒曾用此方法与其将军们进行联系。
恺撒密码通常被作为其他更复杂的加密方法中的一个步骤,例如维吉尼亚密码。
恺撒密码还在现代的ROT13系统中被应用。
但是和所有的利用字母表进行替换的加密技术一样,恺撒密码非常容易被破解,而且在实际应用中也无法保证通信安全。
2原理密码的使用最早可以追溯到古罗马时期,《高卢战记》有描述恺撒曾经使用密码来传递信息,即所谓的“恺撒密码”,它是一种替代密码,通过将字母按顺序推后起3位起到加密作用,如将字母A换作字母D,将字母B换作字母E。
因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。
这是一种简单的加密方法,这种密码的密度是很低的,只需简单地统计字频就可以破译。
现今又叫“移位密码”,只不过移动的位数不一定是3位而已。
密码术可以大致分为两种,即移位和替换,当然也有两者结合的更复杂的方法。
在移位中字母不变,位置改变;替换中字母改变,位置不变。
将替换密码用于军事用途的第一个文件记载是恺撒著的《高卢记》。
恺撒描述了他如何将密信送到正处在被围困、濒临投降的西塞罗。
其中罗马字母被替换成希腊字母使得敌人根本无法看懂信息。
苏托尼厄斯在公元二世纪写的《恺撒传》中对恺撒用过的其中一种替换密码作了详细的描写。
凯撒密码算法

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。
1概念在密码学中,恺撒密码(或称恺撒加密、恺撒变换、变换加密)是一种最简单且最广为人知的加密技术。
它是一种替换加密的技术。
这个加密方法是以恺撒的名字命名的,当年恺撒曾用此方法与其将军们进行联系。
恺撒密码通常被作为其他更复杂的加密方法中的一个步骤,例如维吉尼亚密码。
恺撒密码还在现代的ROT13系统中被应用。
但是和所有的利用字母表进行替换的加密技术一样,恺撒密码非常容易被破解,而且在实际应用中也无法保证通信安全。
2原理密码的使用最早可以追溯到古罗马时期,《高卢战记》有描述恺撒曾经使用密码来传递信息,即所谓的“恺撒密码”,它是一种替代密码,通过将字母按顺序推后起3位起到加密作用,如将字母A换作字母D,将字母B换作字母E。
因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。
这是一种简单的加密方法,这种密码的密度是很低的,只需简单地统计字频就可以破译。
现今又叫“移位密码”,只不过移动的位数不一定是3位而已。
密码术可以大致分为两种,即移位和替换,当然也有两者结合的更复杂的方法。
在移位中字母不变,位置改变;替换中字母改变,位置不变。
将替换密码用于军事用途的第一个文件记载是恺撒著的《高卢记》。
恺撒描述了他如何将密信送到正处在被围困、濒临投降的西塞罗。
其中罗马字母被替换成希腊字母使得敌人根本无法看懂信息。
苏托尼厄斯在公元二世纪写的《恺撒传》中对恺撒用过的其中一种替换密码作了详细的描写。
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!。
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明文创建函数
明文创建界面
linklist JAM_TXT(linklist head) //对明文进行加密 { linklist p,head1,q,f; int k; char c; q=new LNode; f=q; cout<<"请输入加密密钥(字母移动长度): "; cin>>k; p=head; while(p) { q->next=new LNode; q=q->next; q->data=new char[strlen(p->data)+1]; for(int i=0;p->data[i]!='\0';i++) { ………..……..} q->data[strlen(p->data)]='\0'; p=p->next; } q->next=NULL; head1=f->next; return head1; }
主函数
主界面
linklist CreateTXT() //创建明文 { linklist p,head; char temp[80]; int i,N; p=new LNode; p->data=NULL; p->next=NULL; head=p; for(i=0;i<N;i++) { gets(temp); //以回车键作为行结束标志,却不接收最后一个回车键 p->next=new LNode; p=p->next; p->data=new char[strlen(temp)+1]; //申请字符串大小的空间(比字 符串大1,用于存放字符串结束标识符) strcpy(p->data,temp); p->data[strlen(temp)]='\0'; } p->next=NULL; head=head->next; return head;
各模块及函数调用之间的关系
主函数 文 本 创 建 函 数
加 密 文 本 函 数
解 密 文 本 函 数
文 章 输 出 函 数
数据结构设计
行结点定义
typedef struct LNode { char *data; LNode *next; }LNode,*linklist;
加密界面
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
linklist JEM_TXT(linklist head) //对密文进行解密 { linklist p,head1,q,f; char c,a; int k; q=new LNode; f=q; cout<<"请输入解密密钥(字母移动长度)"; cin>>k; p=head; while(p) { q->next=new LNode; q=q->next; q->data=new char[strlen(p->data)+1]; for(int i=0;p->data[i]!='\0';i++) {………………………} q->data[strlen(p->data)]='\0'; p=p->next; } q->next=NULL; head1=f->next; p=head1; cout<<"当k为"<<k<<"时,明文被解密为:"<<endl; while(p) { for(int i=0;p->data[i]!='\0';i++) cout<<p->data[i]; p=p->next; } return head1; }
解密界面
输出文章函数
void out_TXT(linklist head) //输出文章 { linklist p; p=head; cout<<"文章信息为:"; while(p) { for(int i=0;p->data[i]!='\0';i++) cout<<p->data[i]; cout<<endl; p=p->next; } }
void main() { int flag=1,a; linklist head,head_jam,head_jem; cout<<"1.创建明文 2.输出明文 3.加密明文"<<endl; cout<<"4.输出密文 5.解密密文 6.输出最后一次解密后得到的明文 7.退出 "<<endl; while(flag) { cout<<"请选择您要进行的操作:"; cin>>a; switch(a) { case 1:head=CreateTXT();break; case 2:out_TXT(head);break; case 3:head_jam=JAM_TXT(head);break; case 4:out_TXT(head_jam);break; case 5:head_jem=JEM_TXT(head_jam);break; case 6:out_TXT(head_jem);break; case 7:flag=0;break; default:cout<<"您的选择有误"<<endl; } } }
解密函数
解密方法
for(int i=0;p->data[i]!='\0';i++) { if(p->data[i]>='A'&&p->data[i]<='Z') { c=p->data[i]; c=(c-65-k+26)%26+65; q->data[i]=c; } else q->data[i]=p->data[i]; } q->data[strlen(p->data)]='\0';
加密函数
加密方法
for(int i=0;p->data[i]!='\0';i++) { if(p->data[i]>='A'&&p->data[i]<='Z') { c=p->data[i]; c=(c-65+k)%26+65; q->data[i]=c; } else if(p->data[i]>='a'&&p->data[i]<='z') { c=p->data[i]; c=(c-97+k)%26+65; q->data[i]=c; } else q->data[i]=p->data[i]; }