密码学实验指导

密码学实验指导目录实验一凯撒密码算法实验 1 实验二维吉利亚密码算法实验 5 实验三普莱费尔密码算法实验 9 实验四 IDEA密码算法实验 17 实验五 BCH纠错编码算法任务书 27实验一凯撒密码算法实验1 实验目的通过实验熟练掌握凯撒密码算法，学会凯撒密码算法程序设计，提高C++程序设计能力。

2 实验学时：2实验类别：验证实验■综合性实验□设计性实验□3 实验环境软件环境Windows Xp/Windows 2000Visual c++/Turbo c++ 3.0硬件系统Pentium 4 3.0G 512MRAM 计算机等4 算法原理按照a～z依次对应0～25编码，变量K存放密钥－正整数。

变量M存放一明文字符ASCII码，变量C存放M中的数据经加密后得到的一密文字符的ASCII码。

加密算法：C≡（M+K）mod 26，如此继续下去，实现逐个字符进行加密。

5 实验步骤与内容1）编写程序2）编辑录入3）记录调试及进行情况4）程序结构说明文档5）程序使用说明文档6 思考密钥K的有效的最小取值范围7 实验总结与体会8 要求提交完整的实验报告9 参考程序代码#include <iostream>#include <string>using namespace std;//获取密钥函数getKey()int getKey(){int key;cout<<"请输入密钥：";cin>>key;return key;}//将明文中的字符全部转化为大写的函数change()void change(char s[]){int i;for(i=0;i<strlen(s);i++){if(s[i]>96&&s[i]<122)s[i] = s[i]-32;}}//判断输入的明文格式是否有误的函数getError()//有误则返回0，否则就返回1int getError(char s[]){int i,error;for(i=0;i<strlen(s);i++){if((s[i]>65&&s[i]<=82)||(s[i]>96&&s[i]<=122)){error = 1;}else {error = 0;break;}}return error;}//将明文转化为密文的函数getCodevoid getCode(char s[],char ss[],int key) {int i,j;cout<<"译出的密文:";for(i = 0;i<strlen(ss);i++){for(j = 0;j<26;j++){if(ss[i]==s[j]){cout<<s[(j+key)%26];}}}cout<<endl;;}void main(){char ss[26],incode[1000];int i,key,asc=65;for(i = 0;i<26;i++){ss[i] = asc++;}key = getKey();cout<<"请输入密文：\n";getchar('\n');gets(incode);if(getError(incode)==0){cout<<"您的输入有误!请重新输入!\n";exit(1);}change(incode);getCode(ss,incode,key);}实验二维吉利亚密码算法实验1 实验目的通过实验熟练掌握维吉利亚密码算法，学会维吉利亚密码算法程序设计，提高C++程序设计能力。

2 实验学时：2实验类别：验证实验■综合性实验□设计性实验□3 实验环境软件环境Windows Xp/Windows 2000Visual c++/Turbo c++ 3.0硬件系统Pentium 4 3.0G 512MRAM 计算机等4 算法原理按照a～z依次对应0～25编码，数组K密钥字符串的ASCII码，数组M存放一组明文字符串ASCII码，且length（M）=length（K）=n，数组C存放M中的数据经加密后得到的一组密文字符串的ASCII码。

加密算法：C（i）≡（M（i）+K（i））mod 26 （i=1，2，……，n）5 实验步骤与内容1）编写程序2）编辑录入3）记录调试及进行情况4）程序结构说明文档5）程序使用说明文档6 实验总结与体会7 要求提交完整的实验报告8 参考程序代码//Vigenere.cpp文件源代码#include <iostream>#include <string>using namespace std;//将字符串小写变为大写void change(char s[]){int i;for(i=0;i<strlen(s);i++){if(s[i]>96&&s[i]<122)s[i] = s[i]-32;}}void makeCode(char incode[],char ss[],char key[],int intkey[]) {cout<<"译出的密文为：";for(int i = 0;i<strlen(incode);i++){for(int j = 0;j<26;j++){//逐个比较if(incode[i]==ss[j]){//逐个输出密文cout<<ss[(j+intkey[i%4])%26];}}if((i+1)%strlen(key)==0){cout<<" ";}}}void main(){char ss[26];int i,j;//按照A～Z（大写）依次对应存储在char数组ss[] for(i = 0;i<26;i++){ss[i] = i+65;}char select;do{char incode[1000];cout<<"请输入明文：";cin>>incode;//将明文小写变为大写change(incode);char key[100];int intkey[100];cout<<"请输入密钥：";cin>>key;//将密钥小写变为大写change(key);//将密钥对应的下标存放在数组intkey[]中for(i = 0;i<strlen(key);i++){for(j = 0;j<26;j++){//逐个比较if(key[i]==ss[j]){intkey[i] = j;}}}实验三普莱费尔密码算法实验1 实验目的通过实验熟练掌握普莱费尔密码算法，学会普莱费尔码算法程序设计，提高C++程序设计能力。

2 实验学时：4实验类别：验证实验■综合性实验□设计性实验□3 实验环境软件环境Windows Xp/Windows 2000Visual c++/Turbo c++ 3.0硬件系统Pentium 4 3.0G 512MRAM 计算机等4 算法原理将明文中的双字母组合作为一个单元对待，并将这些单元转换为密文双字母组合。

Playfair密码基于一个5*5字母矩阵，该矩阵使用一个关键词（密钥）来构造，其构造方法是：从左至右，从上至下依次填入关键词的字母（去除重复的字母），然后再以字母表顺序依次填入其他的字母。

字母I和J被算作一个字母（即J被当作I处理）。

对每一对明文字母p1，p2的加密方法如下。

（1）若p1，p2在同一行时，则对应的密文c1，c2分别是仅靠p1，p2右端的字母。

其中第一行被看做是最后一行的右方（解密时反向）。

（2）若p1，p2在同一列时，则对应的密文c1，c2分别是仅靠p1，p2下方的字母。

其中第一列被看做是最后一列的下方（解密时反向）。

（3）若p1，p2既不在同一行，也不在同一列时，则c1，c2是由p1和p2确定的矩形的其他两角的字母，并且c1和p1，c2和p2同行（解密时处理方法相同）。

（4）若p1=p2，则插入一个字母（比如Q，需要事先约定）于重复字母之间，并用前述方法处理。

（5）若明文字母数为奇数时，则在明文的末端添加某个事先约定的字母作为填充。

5 实验步骤与内容1）编写程序2）编辑录入3）记录调试及进行情况4）程序结构说明文档5）程序使用说明文档6 实验总结与体会7 要求提交完整的实验报告8 参考程序代码#include<iostream>#include<string>using namespace std;//寻找字符'J'int foundj(string s){for(int i=0;i<s.length();i++){if(s[i]=='J'){return i;}}}//将字符串小写变为大写void change(char s[]){int i;for(i=0;i<strlen(s);i++){if(s[i]>96&&s[i]<122)s[i] = s[i]-32;}}//去掉密钥中重复的字符void dele(char key[],string codekey) {int flagk;for(int i = 1;i<strlen(key);i++){flagk = 0;for(int j=0;j<i;j++){if(key[i]==key[j]){flagk=1;break;}}if(flagk ==0)codekey+=key[i];}for(i = 0;i<codekey.length();i++) key[i] = codekey[i];key[i] = '\0';change(key);}//寻找字符a对应的行下标和列下标void search(char a,int &i1,int &j1,char cod[5][5]){ int i,j;for(i=0;i<5;i++){for(j=0;j<5;j++)if(a==cod[i][j]){i1=i;j1=j;}}}//加密矩阵void juzhen(string codekey,char cod[][5],int m) {for(int i=0;i<m;i++)for(int j=0;j<5;j++)cod[i][j]=codekey[i*5+j];for(i=0;i<m;i++){for(int j=0;j<5;j++)cout<<cod[i][j]<<" ";cout<<endl;}}//加密算法string jiami(string codestr,char cod[5][5]){ int i;int i1,j1,i2,j2;string pt;pt=codestr;for(i=0;i<codestr.length()-1;){search(codestr[i], i1,j1,cod);search(codestr[i+1],i2,j2,cod);//处于不同的行列，取对角if(i1!=i2&&j1!=j2){pt[i]=cod[i1][j2];pt[i+1]=cod[i2][j1];}//处于同一行,取行紧靠的数据if(i1==i2&&j1!=j2){pt[i]=cod[i1][(j1+1)%5];pt[i+1]=cod[i2][(j2+1)%5];}//处于同列,取列紧靠的数据if(i1!=i2&&j1==j2){pt[i]=cod[(i1+1)%5][j2];pt[i+1]=cod[(i2+1)%5][j1];}i=i+2;}return pt;}void main(){cout<<"--------------普莱费尔密码加密-------------"<<endl;int j,k=0;cout<<"请输入密钥：";char key[1000],key1[1000];string codekey;cin>>key;codekey+=key[0];dele(key,codekey);//删除相同字符char code[26];for(int i=0;i<strlen(key);i++){code[i]=key[i];}//key赋给codekeyfor(i = 0;i<strlen(key);i++)codekey+=key[i];//26个大写字母赋给codefor(i = 0;i<26;i++)code[i] = i+65;//codekey连接codefor(i = 0;i<26;i++)codekey +=code[i];//key赋给key1for(i=0;i<strlen(key);i++){key1[i] = key[i];}key1[i] = '\0';//排序key1for(i=0;i<strlen(key1);i++){for(int j = i+1;j<strlen(key1);j++){if(key1[i]>key[j]){char t = key1[i];key1[i] = key1[j];key1[j] = t;}}}//删除key1中相同字符for(i=0;i<strlen(key1);i++){for(j=key1[i]-65-k;j<strlen(code);j++) {code[j] = code[j+1];}k++;}code[26-strlen(key1)] = '\0';codekey = key;codekey+=code;//处理i和jfor(i=foundj(codekey);i<codekey.length();i++) {codekey[i] = codekey[i+1];}//加密矩阵char cod[5][5];cout<<"加密矩阵为："<<endl;juzhen(codekey,cod,5);//输入明文转化为大写cout<<"请输入明文：";string str,codstr;cin>>str;for(i=0;i<str.length();i++){if(str[i]>96&&str[i]<122)str[i] = str[i]-32;}//加密codstr=jiami(str,cod);cout<<"对应的密文为：---->>"<<codstr<<endl; }实验四 IDEA 密码算法实验1 实验目的通过实验熟练掌握IDEA 密码算法，学会IDEA 算法程序设计，提高C++程序设计能力。