古典密码算法实验

一、实验名称

古典密码算法

二、实验目的及要求

1.实验目的：

通过编程实现替代密码算法和置换密码算法，加深对古典密码体制的了解。

2.实验要求：

根据实验内容完成任务，密码算法的加密和解密过程，要求加密过程的明文和密钥、解密过程的密文和密钥由用户手动任意输入，并且以包含本人姓名的字符串作为明文输入，凯撒密码的密钥数字为本人学号的后两位，矩阵换位密码的密钥为下一学号学生的姓名去重复全凭，分别演示加密算法和解密算法的执行结果。 

三、实验环境

Windows10,Pycharm

四、实验设计

内容要求：

1. 实验原理与内容

古典密码算法曾被广泛应用， 大都比较简单， 使用手工和机械操作来实现加密和解密。

（1）替代密码

替代密码算法的原理是使用替代法进行加密，就是对明文中的字符用其他字符替代后形 成密文。例如， 明文字母 a, b, c, d,  用 d, e, f , g 做对应替换后形成密文。

替代密码包括多种类型， 如单表替代密码，多表替代密码，多字母替代密码等。 试编程 实现一种典型的单表替代密码—凯撒(Caesar) 密码。它的加密方法是将明文中的每个字母 用此字符在字母表中后面的第 k 个字母替代。它的加密过程可以表示为下面的函数：

E(k)=(m+k)modn

其中， m 为明文字母在字母表中的位置数，n 为字母表中的字母个数， k 为密钥， E(k) 为密文字母在字母表中对应的位置数。

解密过程类推。

（2）置换密码

置换密码算法的原理是不改变明文字符， 只将字符在明文中的排列顺序改变，从而实现明文信息的加密。置换密码也叫换位密码。

试编程实现矩阵换位密码。它的加密方法是将明文中的字母按照给定的顺序安排在一个 矩阵中，然后用根据密钥提供的顺序重新组合矩阵