多表代换密码playfair的实现

更新时间：2024-07-10 05:53:01 阅读量：综合文库文档下载

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多表代换密码实验推荐度：
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一. 问题描述：

著名的多表古典加密体制使Playfair，它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算法基于使用一个5×5字母矩阵，该矩阵使用一个关键词构造。这里有一个例子，是由Lord Peter Wimsey在Dorothy Sayer的书《Have His Carcase》中解答的。 M O N A R C H Y B D E F G I/J K L P Q S T U V W X Z

在这里，该关键词是monarchy。该矩阵该矩阵是这样构造的；从左至右、从上至下填入该关键词的字母（去除重复字母），然后再以字母表顺序将余下的字母填入矩阵剩余空间。字母I和J 被算作一个字母。Playfair根据下列规则一次对明文的两个字母加密：（1）、属于相同对中的重复的明文字母将用一个填充字母进行分隔，因此，词balloon将被加密为ba lx lo on。（2）、属于该矩阵相同行的明文字母将由其右边的字母替代，而行的最后一个字母由行的第一个字母代替。例如，ar被加密为RM。（3）、属于相同列的明文字母将由它下面的字母代替，而列的最后一个字母由列的第一个字母代替。例如，mu被加密为CM。（4）、否则，明文的其他字母将由与其同行，且与下一个同列的字母代替。因此，hs成为BP，ea成为IM（或JM，这可根据加密者的意愿而定）。基本要求：二. 基本要求：

根据多表代换密码的特点，编写playfair软件，并以monarchy密钥进行测试，验证加密结果。三. 实验代码：

#include #include using namespace std;

void decrypt();//解密函数 void encrypt();//加密函数 void main() {

cout<<\ cout<<\ |\ cout<<\ 多表代换密码Playfair的实现 |\ cout<<\ 欢迎使用本程序 |\ cout<<\

- 1 -

int n=0; for(;n!=3;) { cout<<\ ____________________________\ cout<<\ | 选择你所需要的操作： |\ cout<<\ | 1.为字符串加密 |\ cout<<\ | 2.为字符串解密 |\ cout<<\ | 3.结束程序 |\ cout<<\ |___________________________|\ cout<<\ 选择操作：\ cin>>n; if(n<1||n>3)cout<<\无该项操作，请重来：\ switch(n) { case 1: cout<<\ cout<<\ 加密结束 |\ cout<<\ encrypt(); break; case 2: cout<<\ cout<<\ 解密结束 |\ cout<<\ decrypt(); break; case 3: cout<<\ cout<<\ 程序结束,谢谢您的使用! ^_^ |\ cout<<\ cout<

void encrypt() { const int N=100; char letters[26]=\用于填充矩阵 int flag[25]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};//字母是否已在矩阵中，与letters数组对应

- 2 -

char ch[5][5];//5X5矩阵 char ch1[N];//密钥 char ch2[N];//明文 char ch4;//无关字符 int len='a'-'A'; cout<<\输入密钥：\ cin>>ch1; int flg=1; while(flg==1) { for(int i=0;i'z'||ch1[i]<'a') { cout<<\请重新选择操作：\ flg=0;break; } else ch1[i]=ch1[i]-len; }

if(flg==1) { for(i=0;i

//把密钥中的字母填入到矩阵中，并把该字母标记为已用

for(int k=0;k

- 3 -

ch[i][j]=letters[k]; flag[k]=1; if(j<4)j++; else{i++;j=0;} } }

cout<<\密钥填充后的矩阵为： \for(i=0;i<5;i++) for(j=0;j<5;j++) { cout<>ch2; cout<<\输入一个无关字符：\ cin>>ch4; if(ch4>='a') ch4=ch4-len; for(k=0;k='a') ch2[k]=ch2[k]-len; } for(k=0;k

//为明文添加必要的无关字符以防止同一组的两个字符相同 for( k=0;kk;t--) ch2[t+1]=ch2[t]; ch2[k+1]=ch4; } }

//若明文有奇数个字符，则添加一个无关字符以凑够偶数个 if(strlen(ch2)%2!=0)

- 4 -

{ ch2[strlen(ch2)+1]=ch2[strlen(ch2)];//字符串结尾赋'\\0' ch2[strlen(ch2)]=ch4;//明文串尾插入无关字符 }

cout<<\经过处理后的明文为：\for(k=0;k

cout<<\其最终长度为：\

//////////////////明文输入并整理完毕/////////////////////////////// for(k=0;k4){n1=n1%5;m1=m1+1;} if(n2>4){n2=n2%5;m2=m2+1;} if(m1==m2) { ch2[k]=ch[m1][(n1+1)%5]; ch2[k+1]=ch[m2][(n2+1)%5]; } else { if(n1==n2) { ch2[k]=ch[(m1+1)%5][n1]; ch2[k+1]=ch[(m2+1)%5][n2]; }

- 5 -

else {ch2[k]=ch[m1][n2]; ch2[k+1]=ch[m2][n1]; } } } cout<<\加密后所得到的密文是：\ for(k=0;k

//解密算法 void decrypt() { const int N=100; char letters[26]=\用于填充矩阵 int flag[25]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}; //标记字母是否已在矩阵中，与letters数组对应 char ch[5][5];//5X5矩阵 char ch1[N];//密钥 char ch2[N];//密文 int len='a'-'A'; int flg=1; cout<<\输入密钥：\ cin>>ch1; while(flg==1) { for(int i=0;i'z'||ch1[i]<'a') { cout<<\请重新选择操作：\ flg=0;break; } else ch1[i]=ch1[i]-len; }

if(flg==1) { for(i=0;i

{

if(ch1[i]=='J')ch1[i]='I'; }

- 6 -

i=0;int j=0;

//把密钥中的字母填入到矩阵中，并把该字母标记为已用 for(int k=0;k

for( k=0;k<25;k++)//按字母表顺序把未用字母依次填入到矩阵中 { if(flag[k]==0) { ch[i][j]=letters[k]; flag[k]=1; if(j<4)j++; else{i++;j=0;} } }

cout<<\密钥填充后的矩阵为： \for(i=0;i<5;i++) for(j=0;j<5;j++) { cout<>ch2; for(int k=0;k='a')

- 7 -

ch2[k]=ch2[k]-len; } for( k=0;k

for( k=0;k

- 8 -

m2=m2%5; if(n1>4){n1=n1%5;m1=m1+1;} if(n2>4){n2=n2%5;m2=m2+1;} if(m1==m2) {ch2[k]=ch[m1][(n1+4)%5]; ch2[k+1]=ch[m2][(n2+4)%5]; } else { if(n1==n2) { ch2[k]=ch[(m1+4)%5][n1]; ch2[k+1]=ch[(m2+4)%5][n2]; } else { ch2[k]=ch[m1][n2]; ch2[k+1]=ch[m2][n1]; } } } cout<<\解密后所得到的明文是：\ for(k=0;k

else break; } }

四. 测试情况：

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__________________________________________ | 加密结束 | |_________________________________________| 输入密钥：123 请重新选择操作：

__________________________________________ | 加密结束 | |_________________________________________| 输入密钥：monarchy 密钥填充后的矩阵为： M O N A R C H Y B D E F G I K L P Q S T U V W X Z

请输入明文：sunhongguo 输入无关字符：x

经过处理后的明文为：SU NH ON GX GU OX 其最终长度为：12

__________________________________________ | 解密结束 | |_________________________________________| 输入密钥：monarchy 密钥填充后的矩阵为： M O N A R C H Y B D E F G I K L P Q S T U V W X Z

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请输入密文：sun

字符串不能为奇数个！请重新输入。请输入密文：sunhongg

同一分组中不能出现相同字符！请重新输入。请输入密文：lxoynaiwewav

__________________________________________ | 程序结束,谢谢您的使用! ^_^ | |_________________________________________| 请按任意键继续. . . 五. 总结

Playfair加密与解密过程是一样的，本程序在最初设计时未考虑容错能力，经老师指导，做简单修改后，已经具备容错能力，详细测试情况见四。

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请输入密文：sun

字符串不能为奇数个！请重新输入。请输入密文：sunhongg

同一分组中不能出现相同字符！请重新输入。请输入密文：lxoynaiwewav

__________________________________________ | 程序结束,谢谢您的使用! ^_^ | |_________________________________________| 请按任意键继续. . . 五. 总结

Playfair加密与解密过程是一样的，本程序在最初设计时未考虑容错能力，经老师指导，做简单修改后，已经具备容错能力，详细测试情况见四。