密码技术实验报告

云南大学软件学院

School of Software, Yunnan University

密码技术实验报告
密码技术实验报告

维吉尼亚密码代码

// 维吉尼亚密码c.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。

#include "stdafx.h"

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

return 0;

}

#include "stdio.h"

#include "string.h"

void encrypt(char[],char[],char[]);

void decrypt(char[],char[],char[]);

int main()

{

int caozuo;

char mingwen[100]="0";

char miwen[100]="0";

char miyue[100]="0";

printf("请选择加/解密操作：1加密，2解密:");

scanf("%d",&caozuo);

while((caozuo!=1)&&(caozuo!=2))//错误判断

{

printf("输入错误,请从新选择:");

scanf("%d",&caozuo);

}

if(caozuo==1){

printf("请输入您的明文：");scanf("%s",mingwen);

printf("请输入您的密钥：");scanf("%s",miyue);

encrypt(mingwen,miyue,miwen);

}

else if(caozuo==2)

{

printf("请输入您的密文：");scanf("%s",miwen);

printf("请输入您的密钥：");scanf("%s",miyue);

decrypt(miwen,miyue,mingwen);

}

getchar();//回收回车

}

void encrypt(char mingwen[],char miyue[],char miwen[])

{

int i,j,n,m,len_miyue,len_mingwen;

j=0;

len_miyue= strlen(miyue);

len_mingwen= strlen(mingwen);

for(i=0;i<len_mingwen;i++)

{

if(mingwen[i]>='a' && mingwen[i]<='z'){//小写转大写

m=65;n=97;

if(miyue[j%len_miyue]>='A' && miyue[j%len_miyue]<='Z')//密钥为大写改为小写

miyue[j%len_miyue]=miyue[j%len_miyue]+32;

}

else if(mingwen[i]>='A' && mingwen[i]<='Z'){//大写转小写

m=97;n=65;

if(miyue[j%len_miyue]>='a' && miyue[j%len_miyue]<='z')//密钥为小写改为大写

miyue[j%len_miyue]=miyue[j%len_miyue]-32;

}

miwen[i]=(mingwen[i]-n+miyue[j%len_miyue]-n)%26+m;

j++;

}

printf("加密后的密文为：");

puts(miwen);

getchar();

}

void decrypt(char miwen[],char miyue[],char mingwen[])

{

int i,j,n,m,len_miyue,len_miwen;

j=0;

len_miyue= strlen(miyue);

len_miwen= strlen(miwen);

for(i=0;i<len_miwen;i++)

{

if(miwen[i]>='a' && miwen[i]<='z'){//小写转大写

m=65;

if(miyue[j%len_miyue]>='A' && miyue[j%len_miyue]<='Z'){

miyue[j%len_miyue]=miyue[j%len_miyue]+32;//密钥改为小写

}

else if(miwen[i]>='A' && miwen[i]<='Z'){//大写转小写

m=97;

if(miyue[j%len_miyue]>='a' && miyue[j%len_miyue]<='z') {

miyue[j%len_miyue]=miyue[j%len_miyue]-32;//密钥改为大写

}

mingwen[i]=(miwen[i]-miyue[j%len_miyue]+26)%26+m;

j++;

}

printf("解密后的明文为：");

puts(mingwen);

getchar();

}

第二篇：数学建模实验报告古典密码与破译

古典密码与破译

一、实验目的及意义

本实验主要涉及代数，利用模运算意义下的矩阵乘法、求逆矩阵、线性无关、线性空间与线性变换等概念和运算，学习古典密码体制的加密、解密和破译过程．

二、实验内容

1.Hill₂ 加密；

2.Hill₂ 解密。

三、实验步骤

1. 开启软件平台——MATLAB，开启MATLAB编辑窗口；

2. 根据加密解密算法步骤编写M文件

保存文件并运行；
观察运行结果(数值或图形)；
根据观察到的结果和体会写出实验报告。

四、实验要求与任务

根据实验内容和步骤，完成以下实验，要求写出实验报告。

1. 实际问题 (甲) 的修正：按照甲方与乙方的约定，他们之间的密文通信采用 Hill₂密码，密钥为二阶矩阵且汉语拼音的 26 个字母以及空格(字母 A~Z 的表值为 1~26，空格的表值为 0）与 0～26 之间的整数建立一一对应的关系，称之为字母的表值，试修正表 1、表 2 以及附录中的程序，以给出模 27 意义下矩阵可逆的判别方法和具体求法．

2. 若将你姓名的拼音作为明文，例如：赵本山 (ZHAO BEN SHAN，含空格)，密钥等参见练习 1，求其在模 27 意义下的Hill₂密文．

3. 若将你姓名的拼音作为Hill₂密文，例如：赵本山 (ZHAO BEN SHAN，含空格)，密钥等参见练习 1，求其在模 27 意义下的明文．

五. 程序代码及运行结果（经调试后正确的源程序）

表1 明文字母的表值

表2 模27倒数表

表2可用①中程序求得：

① 求模27倒数表(prog1_MOD27.m)

程序代码：

m=27;

for a=1:m

for i=1:m

if mod(a*i,m)==1

fprintf('%d 的模%d倒数是: %d\n',a,m,i);break;

end;

end

运行结果：

1 的模27倒数是: 1

2 的模27倒数是: 14

4 的模27倒数是: 7

5 的模27倒数是: 11

7 的模27倒数是: 4

8 的模27倒数是: 17

10 的模27倒数是: 19

11 的模27倒数是: 5

13 的模27倒数是: 25

14 的模27倒数是: 2

16 的模27倒数是: 22

17 的模27倒数是: 8

19 的模27倒数是: 10

20 的模27倒数是: 23

22 的模27倒数是: 16

23 的模27倒数是: 20

25 的模27倒数是: 13

26 的模27倒数是: 26

② 判断二阶矩阵在模27意义下是否可逆，可逆则求其逆(prog1.m)

程序代码：

m=27;

aa=input('输入一个2×2的矩阵，格式:[a11 a12;a21 a22]:')

while size(aa)~=[2 2]

aa=input('输入一个2×2的矩阵，格式:[a11 a12;a21 a22]:')

end

a=det(aa);bb=aa;

if gcd(m,a)~=1

disp(' 该矩阵不可逆 ')

else

for i=1:m

if mod(a*i,m)==1

antaa=i;break;

end

astar=[aa(2,2) -aa(1,2);-aa(2,1) aa(1,1)];

invaa=mod(antaa*astar,m);

disp(['原矩阵是:',mat2str(aa),',它的逆矩阵(mod',num2str(m),')是:',mat2str(invaa)])

end

运行结果：

输入一个2×2的矩阵，格式:[a11 a12;a21 a22]:[1 2;0 4]

aa =

1 2

0 4

原矩阵是:[1 2;0 4],它的逆矩阵(mod27)是:[1 13;0 7]

2. 若将你姓名的拼音作为明文，例如：赵本山 (ZHAO BEN SHAN，含空格)，密钥等参见练习 1，求其在模 27 意义下的Hill₂密文．

程序代码：(prog2.m)

m=27;enmat=[1 2;0 4];demat=[1 13;0 7];ZERO=64;c=[];en=[];

fprintf('本组成员的姓名为吴亚山李杰赵传来,拼音为:\n')

fprintf('WU YA SHAN LI JIE ZHAO CHUAN LAI\n')

fprintf('以[1 2;0 4]为密钥对此拼音串加密\n')

astr=['WU YA SHAN LI JIE ZHAO CHUAN LAI'];

an=double(astr);

if mod(length(an),2)==1

an=[an,an(length(an))];

end

an=an-ZERO;

for i=1:length(an)

if an(i)==-32

an(i)=0;

end

c=reshape(an,2,length(an)/2);

dn=mod(enmat*c,m);

en=reshape(dn,1,length(an));

en=en+ZERO;

for i=1:length(en)

if en(i)==64

en(i)=32;

end

en=en(1: length(an));

disp(['密文是:',char(en)])

运行结果：

本组成员的姓名为吴亚山李杰赵传来,拼音为:

WU YA SHAN LI JIE ZHAO CHUAN LAI

以[1 2;0 4]为密钥对此拼音串加密

密文是:KCWSA HEBBXUI AIE OEDFFLWCBBXUSI

3. 若将你姓名的拼音作为Hill₂密文，例如：赵本山 (ZHAO BEN SHAN，含空格)，密钥等参见练习 1，求其在模 27 意义下的明文．

程序代码：(prog3.m)

m=27;enmat=[1 2;0 4];demat=[1 13;0 7];ZERO=64;c=[];en=[];

fprintf('本组成员的姓名为吴亚山李杰赵传来,拼音密文为:\n')

fprintf('KCWSA HEBBXUI AIE OEDFFLWCBBXUSI\n')

fprintf('以[1 13;0 7]为密钥对此拼音串密文解密\n')

astr=['KCWSA HEBBXUI AIE OEDFFLWCBBXUSI'];

an=double(astr);

if mod(length(an),2)==1

an=[an,an(length(an))];

end

an=an-ZERO;

for i=1:length(an)

if an(i)==-32

an(i)=0;

end

c=reshape(an,2,length(an)/2);

dn=mod(demat*c,m);

en=reshape(dn,1,length(an));

en=en+ZERO;

for i=1:length(en)

if en(i)==64

en(i)=32;

end

en=en(1: length(an));

disp(['明文是:',char(en)])

运行结果：

本组成员的姓名为吴亚山李杰赵传来,拼音密文为:

KCWSA HEBBXUI AIE OEDFFLWCBBXUSI

以[1 13;0 7]为密钥对此拼音串密文解密

明文是:WU YA SHAN LI JIE ZHAO CHUAN LAI

六．实验总结

实验中解决了如下问题：求模27倒数表；判断二阶矩阵在模27意义下是否可逆，可逆则求其逆；求明文字符串在模27意义下的Hill₂密文；求密文字符串在模27意义下的Hill₂密文。

在测试求密文的程序时，我发现按照文中表1给定的明文字母表值无法加密每个字母都用空格分隔的字符串（第一个字符为字母），如："A B C D E F G"，经过分析，我觉得是因为空格的明文为0，经过密钥左乘后对原始数据没有影响，故没实现加密。

学生签名：

七．教师评语及成绩

教师签名：

年月日

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