置换密码程序设计

实验目的与要求

1. 帮助学生掌握置换密码的加密解密过程，能够利用所学过的编程语言，实现加解密算法。使学生掌握编程实现实际问题中的方法，提高专业技能和专业素养。

2. 要求学生掌握算法的程序实现的方法,能应用密码算法的特点，设计合适的交互界面，并能正确实现应用编程。

实验原理与内容

置换密码加密解密过程

设明文为：4D 61 65 53 2D 4F 69 20 4E。密钥为10,8,1,6,3,0,11,5,7,17,4,12,13,14,9,15,2,16。求加密后的16进制密文。

解 先思考和描述算法,也就是对明文4D 61 65 53 2D 4F 69 20 4E实现置换10,8,1,6,3,0,11,5,7,17,4,12,13,14,9,15,2,16。通过对数组赋值实现：

m(i)={4D 61 65 53 2D 4F 69 20 4E},i=1,2,3,…,9。

    k(i)={ 10,8,1,6,3,0,11,5,7,17,4,12,13,14,9,15,2,16},i=0,1,2,3,…,17。

c(i)=m(k(i)), i=0,1,2,3,…,17。

c(0),c(1),…,c(17)为密文。

密文序列为： 。

这样可以推广到任意置换。有这个思维才可以编程实现，因此，思想方法更重要。

幻方密码加密解密过程(即置换密码的解密)

……

实验内容及拓展

实验原理已包含实验内容，下面所说的只是拓展实验内容实现的难点：

1. 设计交互图形界面；

2. 字符的转换

3. 文件的读取。

实验步骤

实现置换密码加解密过程

实验注意事项

遇到问题可以通过互联网查询方法或者插入断点进行调试

实验设备与软件环境

 PC Windows环境

实验过程与结果

1.1原理解析

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中的字母，形成密文。例如，明文为attack begins at five，密钥为acbdfe

1.2加密过程

将明文按照每行6个字母的形式排在矩阵中，如下形式：

['a', 't', 't', 'a', 'c', 'k']

['b', 'e', 'g', 'i', 'n', 's']

['a', 't', 'f', 'i', 'v', 'e']

根据密钥acbdfe可用得到各字母在字母表中的先后出现顺序132465

根据上面的置换，将原有矩阵中的字母按照第132465的顺序排列，则有下列形式：

['a', 't', 't', 'a', 'k', 'c']

['b', 'g', 'e', 'i', 's', 'n']

['a', 'f', 't', 'i', 'e', 'v']

1.3解密过程

将密文按照每行6个字母的形式排在矩阵中，如下形式：

['a', 't', 't', 'a', 'k', 'c']

['b', 'g', 'e', 'i', 's', 'n']

['a', 'f', 't', 'i', 'e', 'v']

根据密钥acbdfe可用得到各字母在字母表中的先后出现顺序132465

根据上面的置换，将原有矩阵中的字母还原，则有下列形式：

['a', 't', 't', 'a', 'c', 'k']

['b', 'e', 'g', 'i', 'n', 's']

['a', 't', 'f', 'i', 'v', 'e']

2.1代码解析

处理密钥获取密钥的长度及顺序

加密

解密

主函数

3.1运行结果展示