【C++】维吉尼亚算法 加解密 类封装

维吉尼亚算法 加解密 类封装

题目描述

【实验目的】

1. 学习维吉尼亚算法的原理

2. 学习维吉尼亚算法的实现

【实验原理】

1. 算法原理

a) Vigenere密码是由法国密码学家Blaise de Vigenere于1858年提出的一种代换密码，它是多表代换密码的典型代表。

b) 定义：设m为某一固定的正整数，P、C和K分别为明文空间、密文空间和密钥空间，并且P=K=C=(Z26)m，对一个密钥k=(k1,k2,…,km)，定义维吉尼亚密码的加解密算法如下：

Vigenere密码加密算法： ek(x1,x2,…,xm)=(x1+k1,x2+k2,…,xm+km)

Vigenere密码解密算法： dk(y1,y2,…,ym)=(y1-k1,y2-k2,…,ym-km)。

其中k=(k1,k2,…,km)是一个长为m的密钥字，密钥空间的大小为26m，所以对一个相对小的m，穷举密钥也需要很长的时间。如m=7，则密钥空间大小超过8×109，所以手工搜索非常困难。当明文的长度超过m时，可将明文串按长度m分局，然后对每一组使用密钥k加密。

1. 算法参数

Vigenere密码算法主要有c、m、k三个个参数。c为密文，m是明文，k为密钥。

输入

第一行输入明文

第二行输入密钥

输出

第一行输出密文

第二行输出密文解密后得到的明文

输入样例1

xipuyangguang
best

输出样例1

ymhnzefzhysgh
xipuyangguang

接口使用

构造函数VirginiaPassword(原始文本:可以用来加密或解密)
加密方法encode(key:加密密钥)，返回加密密文
解密方法decode(key:解密密钥),返回解密密文

代码实现 类封装

#include<iostream>
using namespace std;
//维吉尼亚算法
//功能推测：明文和密文大小写相同

class VirginiaPassword {
    string plaintext;
public:
    VirginiaPassword(string text) {
        plaintext = text;
    }
    string encode(string key) {      //加密
        int mlen = plaintext.length();       //注意要求：加密小写输出大写，所以采用先减ascii到26以内再加回去的方法
        int klen = key.length();

        //循环次数不确定，所以用while，同时避免双循环
        int count = 0;
        while (count != mlen) {
            plaintext[count] = (plaintext[count] - 'a' + (key[count % klen] - 'a')) % 26 + 'a';
            count++;
        }
        return plaintext;
    }

    string decode(string key){      //解密
        int mlen = plaintext.length();       //注意要求：加密小写输出大写，所以采用先减ascii到26以内再加回去的方法
        int klen = key.length();
        int count = 0;
        while (count != mlen) {
            plaintext[count] = (plaintext[count] - 'a' - (key[count % klen] - 'a')+26) % 26 + 'a';
            count++;
        }
        return plaintext;
    }
};

int main()
{
    string text,key;
    while (cin >> text >> key) {            //循环输入直到输入文件流结束
        VirginiaPassword m(text);
        cout << m.encode(key)<<endl;
        cout << m.decode(key) << endl;
    }

}