陕西师范大学数学与信息科学学院信息安全实验报告
学号40905197姓名程晓红班级09信科时间2012-5-5 成绩_______
实验一 古典密码（认识密码学） 一、实验目的 通过实现简单的古典密码算法，理解密码学的相关概念如明文（plaintext ）、 密文（ciphertext ）、加密密钥(encryption key)、解密密钥（decryption key ）、加密算法(encryption algorithm)、解密算法(decryption algorithm)等。 二、实验内容 1.用C\C++语言实现仿射变换（Affine ）加/解密算法； 2.用C\C++语言实现统计26个英文字母出现的频率的程序； 3.利用仿射变换加/解密程序对一段较长的英文文章进行加密，再利用统计软件对明文和密文中字母出现的频率进行统计并作对比，观察有什么规律。 放射变换： 加密：()26mod ,b am m E c b a +== 解密：()()26mod 1 ,b c a c D m b a -==- 其中a, b 为密钥，25,0≤≤b a ，且gcd(a, 26)=1 三、实验要求 加/解密程序对任意满足条件的a 、b 都能够处理。 四、实验步骤 （1）统计26个英文字母出现的频率（源程序见附录） 运行结果：
(1)仿射变换加/解密程序对一段较长的英文文章进行加密 运行结果： 明文： 密文： 解密： 实验二 流密码（认识LFSR及流密码） 一、实验目的 通过实现简单的线性反馈移位寄存器（LFSR），理解LFSR的工作原理、本原多项式重要意义。 二、实验内容 （1）利用C\C++语言实现LFSR（其中LFSR已给定）；
（2）通过不同初始状态生成相应的序列，并观察他们的周期有什么特点；（3）利用生成的序列对文本进行加/解密（按对应位作模2加运算）。 其中的LFSR为： 三、实验结果及分析 运行结果： 明文： 密文： 解密：
古典密码的实验报告 古典密码的实验报告 引言： 密码学作为一门古老而又神秘的学科，一直以来都吸引着人们的兴趣。在古代，人们用各种各样的密码来保护重要信息的安全性。本实验旨在通过实际操作， 探索古典密码的加密原理和破解方法，从而深入了解密码学的基本概念和应用。 一、凯撒密码 凯撒密码，又称移位密码，是最简单的一种古典密码。其原理是通过将明文中 的每个字母按照一定的规则进行移位，得到密文。在本实验中，我们选择了一 个简单的凯撒密码进行破解。 首先，我们选择了一段明文：“HELLO WORLD”，并将其按照凯撒密码的规则进 行移位，假设移位数为3，则得到密文：“KHOOR ZRUOG”。接下来，我们尝试 使用暴力破解的方法来还原明文。 通过尝试不同的移位数，我们发现当移位数为3时，得到的明文与原文完全一致。这表明我们成功地破解了凯撒密码，并还原了原始的明文。 二、维吉尼亚密码 维吉尼亚密码是一种基于多个凯撒密码组合而成的密码算法。其原理是通过使 用不同的移位数对明文进行加密，从而增加了密码的复杂度。 在本实验中，我们选择了一段明文：“CRYPTOGRAPHY”，并使用维吉尼亚密码 进行加密。我们选择了一个关键词“KEY”作为加密密钥。首先，我们将关键词“KEY”重复至与明文长度相同，得到“KEYKEYKEYKEYK”。然后，将明文中的每个 字母与关键词中对应位置的字母进行凯撒密码的移位操作。
经过加密后，我们得到了密文：“LXFOPVEFRNHR”。接下来，我们尝试使用破 解方法来还原明文。 通过尝试不同的关键词和移位数的组合，我们发现当关键词为“KEY”且移位数为 3时，得到的明文与原文完全一致。这表明我们成功地破解了维吉尼亚密码， 并还原了原始的明文。 三、栅栏密码 栅栏密码是一种基于换位操作的密码算法。其原理是通过将明文中的字母按照 一定的规则进行重新排列，得到密文。 在本实验中，我们选择了一段明文：“HELLO WORLD”，并使用栅栏密码进行加密。我们选择了栅栏的高度为3。首先，我们将明文按照栅栏的高度进行分组，得到： H O L W R D E L O L 然后，将每一列的字母按照从上到下的顺序排列，得到密文：“HOWELRDLO”。接下来，我们尝试使用破解方法来还原明文。 通过尝试不同的栅栏高度，我们发现当栅栏高度为3时，得到的明文与原文完 全一致。这表明我们成功地破解了栅栏密码，并还原了原始的明文。 结论： 通过本次实验，我们深入了解了古典密码的加密原理和破解方法。凯撒密码、 维吉尼亚密码和栅栏密码都是古典密码中常见且简单的加密算法。然而，随着 现代密码学的发展，这些古典密码已经不再安全可靠。在实际应用中，我们需 要使用更加复杂和安全的现代密码算法来保护重要信息的安全性。
哈尔滨工程大学 实验报告 实验名称：古典密码算法 班级： 学号： 姓名： 实验时间：2014年4月 成绩： 指导教师： 实验室名称： 哈尔滨工程大学实验室与资产管理处制
一、实验名称古典密码算法 二、实验目的 通过编程实现经典的代替密码算法和置换密码，包括移位密码、维吉尼亚密码、周期置换密码、列置换密码，加深对代替技术的了解，为现代分组密码实验奠定基础。 三、实验环境（实验所使用的器件、仪器设备名称及规格） 运行Windows 或Linux 操作系统的PC 机，具有gcc(Linux)、VC（Windows）等C 语言编译环境。 四、实验任务及其要求 （1）根据实验原理部分对移位密码的介绍，自己创建明文信息，并选择一个密钥，编 写移位密码的实现程序，实现加密和解密操作。 （2）根据实验原理部分对维吉尼亚密码的介绍，自己创建明文信息，并选择一个密钥， 编写维吉尼亚密码的实现程序，实现加密和解密操作。 （3）根据实验原理部分对周期置换密码的介绍，自己创建明文信息，并选择一个密钥， 编写周期置换密码的实现程序，实现加密和解密操作。 （4）根据实验原理部分对列置换密码的介绍，自己创建明文信息，并选择一个密钥， 编写列置换密码的实现程序，实现加密和解密操作。 五、实验设计（包括原理图、真值表、分析及简化过程、卡诺图、源代码等） 1．移位密码 移位密码（Shift Cipher）是一种典型的单表替代密码，也称为加法密码。 移位密码的加密方法就是将明文中的每个字母用其在字母表后面的第k 个字母替代，它的加密过程可以表示为： c = (m + k) mod n 其中，m 为明文字母在字母表中的位置数；n 为字母表中的字母总数；k 为密钥；c 为密文字母在字母表中对应的位置数。相应的，移位密码的解密过程可以
实验一古典密码-Vigernere算法实验-2022 一、实验目的 1、理解简单加密算法的原理； 2、掌握Vigenere密码的原理，完成Vigenere密码加解密程序的编写； 3、通过实验，加深对古典密码体制的了解，掌握对字符进行灵活处 理的方法。二、实验预习提示 1、多表代换密码 多表代换密码是指以一系列（两个以上）代换表一次对明文消息空间 中的明文消息元素进行代换的加密方法。如果代换序列为非周期的无限序列，即对每个明文字母都采用不同的代换表（或密钥）进行加密，则相应 的密码称为一次一密钥密码。 一次一密钥密码是理论上唯一不可破译的密码，可称为是无条件安全的。如果一个密码体制被称为是无条件安全的，即是指即便提供无穷的计 算资源，密码分析者也无法攻破该密码体制。如果一个密码体制被称为是 计算安全的，则是指密码分析者根据可利用的资源无法攻破该密码体制。 由于一次一密钥密码需要的密钥量和明文消息长度相同，因而难以广 泛使用。为了减少密钥量，在实际应用中多采用周期多表代换密码，即代 换表个数有限，重复地使用。典型的多表代换密码包括维吉尼亚（Vigenere）密码、博福特（Beaufort）密码、滚动密钥（running-key）密码、弗纳姆（Vernam）密码和转轮（rotormachine）密码等。 2、Vigenere密码概述
Vigenere密码译为维吉尼亚密码或维热纳尔密码，维吉尼亚密码曾 多次被发明。该方法最早记录在吉奥万巴蒂斯塔贝拉索（GiovanBattitaBellao）于1553年所著的书《吉奥万巴蒂斯塔贝拉索先 生的密码》（意大利语：Lacifradel.Sig.GiovanBattitaBellao）中。然而，后来在19世纪时被误传为是法国外交官布莱斯德维吉尼亚（BlaieDeVigenère）所创造，因此现在被称为“维吉尼亚密码”。 3、Vigenere密码 Vigenere密码是使用一系列恺撒密码组成密码字母表的加密算法， 属于多表密码的一种简单形式。在一个恺撒密码中，字母表中的每一字母 都会作一定的偏移，而Vigenere密码则是由一些偏移量不同的恺撒密码 组成。为了生成密码，需要使用表格法。这一表格包括了26行字母表， 每一行都由前一行向左偏移一位得到，相当于将26个恺撒密表合成一个，如表2.2.1所示。具体使用哪一行字母表进行编译是基于密钥进行的，在 过程中会不断地变换。 表2.2.1维吉尼亚密码表 例如，假设明文为：ATTACKATDAWN 选择某一关键词并重复而得到密钥，如关键词为LEMON时，密钥为：LEMONLEMONLE 对于明文的第一个字母A，对应密钥的第一个字母L，于是使用表格 中L行字母表进行加密，得到密文第一个字母L。类似地，明文第二个字 母为T，在表格中使用对应的E行进行加密，得到密文第二个字母某。以 此类推，可以得到： 明文：ATTACKATDAWN密钥：LEMONLEMONLE密文：L某FOPVEFRNHR
密码技术专题（二）—古典密码体制 ?1、密码体制的概念 o明文信源 o密文 o密钥与加密运算 o密码体制 ?2、古典密码体制的发展 o古典加密方法 o代替密码 o换位密码 o转轮密码 ?3、几种典型的古典密码体制 o CAESAR体制 o双字的Playfair体制 o维吉尼亚体制 o Hill体制 我们已经知道，一个密码体制由明文信源、密文、密钥与加密运算这四个基本要素构成，下面我们将进一步给出它们的数学模型。 1、明文信源 直观地讲，明文信源就是明文字母表或者明文字母。比如所有的英文字母、全部的中文字符就是典型的明文字母表。准确一点，明文信源还应当包含明文字母的概率分布。如果用X表示明文字母表，则它的元素x∈X则就是明文字母。在明文字母表中，不同的明文字母出现的频率往往是不同的，比如在26个英文字母中，一般来说字母“e”的频率最高；而在汉字中，可能是“的”字频率最高。 所以，一个明文信源记为S=[X,p(x)]，其中X为明文字母表，p(x)为明文字母x∈X 出现的概率，而且p(x)满足如下条件：对任何x∈X，p(x)≥0，且∑p(x)=1。 2、密文 密文由密文字母表Y和密文字母y∈Y组成，密文字母表一般是指密文可能使用的全部字母的集合，而y∈Y是它的元素。密文字母表可以与明文字母表相同，也可以不同。 3、密钥与加密运算 密钥用来从密码体制的一组加密运算中选择一个加密运算（或者称为加密步），密钥允许你按照以前制定的规则改变加密，比如每天，或每份报之后，或者每个
字符之后。通常，密钥的组织和编排须利于它们允许通过简单的规则产生单独的加密步。加密方法的组合复杂度取决于在此方法下密钥的数量。如果用K表示密钥空间，也就是选择加密步的参数集合，k∈K则称为一个密钥。 加密步就是明文字母表X到密文字母表Y的一个映射：E：X→Y，对每个x∈X。由于加密步并不是单一的，而是一族运算，因此我们就可以记为Ek=Ek(x)，其中x∈X，k∈K。除特殊的编码方法外，如多名码或多音码，对于每个k∈K，Ek(x)都是X到Y的1-1映射。 通常要求用户对密钥的选择是随机的，而且密钥的选择与明文无关。这样密钥的使用概率p(k),k∈K与明文的出现概率就是互相独立的。 4、密码体制 在明确了密码体制的几个组成要素的数学模型后，我们就可以给出一个密码体制的数学模型。我们定义S={X，Y，K，p(x,k)，Ek(x), x∈X，k∈K}为一个密码体制。实际上从运算的角度讲，密码体制包含加密系统和解密系统两部分。 如果一个密码体制设计完成，则相应的明文、密文、密钥之间的关系也就随之确定，用概率方法表示为：对任何x∈X，k∈K，y∈E(X)，p(x,y,k)=p(x,k)=p(x)p(k)。 密码技术的应用一直伴随着人类文化的发展，其古老甚至原始的方法奠定了现代密码学的基础。使用密码的目标就是使一份消息或记录对非授权的人是不可理解的。可能有人认为这很容易，但你必须考虑原定的接收方是否能解读消息。如果接收方是没有经验的，随便写个便条他也可能很长时间无法读懂。因此不一定要求加密和解密方法特别复杂，它必须适应使用它的人员的智力、知识及环境。下面我们介绍古典密体制发展演化的过程。 1、古典加密方法 最为人们所熟悉的古典加密方法，莫过于隐写术。它通常将秘密消息隐藏于其它消息中，使真正的秘密通过一份无伤大雅的消息发送出去。隐写术分为两种，语言隐写术和技术隐写术。技术方面的隐写比较容易想象：比如不可见的墨水,洋葱法和牛奶法也被证明是普遍且有效的方法（只要在背面加热或紫外线照射即可复现）。语言隐写术与密码编码学关系比较密切，它主要提供两种类型的方法：符号码和公开代码。 符号码是以可见的方式，如手写体字或图形，隐藏秘密的书写。在书或报纸上标记所选择的字母，比如用点或短划线，这比上述方法更容易被人怀疑，除非使用显隐墨水，但此方法易于实现。一种变形的应用是降低所关心的字母，使其水平位置略低于其它字母，但这种降低几乎让人觉察不到。 一份秘密的信件或伪装的消息要通过公开信道传送，需要双方事前的约定，也就是需要一种公开代码。这可能是保密技术的最古老形式，公开文献中经常可以看到。东方和远东的商人和赌徒在这方面有独到之处，他们非常熟练地掌握了手势
实验2 古典密码 1.实验目的 （1）了解古典密码中的基本加密运算。 （2）了解几种典型的古典密码体制。 （3）掌握古典密码的统计分析方法。 2.实验内容 （1）古典密码体制 ①简单移位加密（单表代换） 该加密方法中，加密时将明文中的每个字母向前推移K位。经典恺撒密码加密变换就是这种变换，取k=3。 步骤1：打开CAP4软件，并加载实验一附带的“mw.txt”，如图2-1所示。 图2-1加载文件
步骤2：采用恺撒加密方法手工加密“mw.txt”;打开CAP4菜单栏“Cipher”菜单项选择“simple shift”选项，并选择移位值“shift value”为3，加密步骤1中加载的文件，如图2-2所示。 图2-2 参数设置 图2-3加密文件
步骤3：比较二者的加密结果是否相同。 步骤4：点击CAP4软件中的“Simple analysis”下的“shift”键，观察恺撒加密法的可能密钥值，并分析其攻击的难度，如图2-4所示。 图2-4密钥分析 ②仿射密码加密（单表代换） 在仿射密码加密(affine cipher)中，字母表中的字母被赋予一个数字，例如，a=0,b=1,c=2,…,z=25.仿射密码加密法的密钥为0~25之间的数字对（a,b）。a与26的最大公约数必须为1，这就是说能整除a和26的数只有1.现在假设m为明文字母的数字，而c为密文字母的数字，那么，这两个数字之间有如下关系： c=(am+b)(mod 26) m=a-1(c-b)(mod 26) 其中，（mod 26）的操作是：除以26，得其余数。 例如，选取密钥为（7，3）。因为7与26互素，也就是只有公约数1，所以（7，3）可以作为仿射密码的加密钥。将“hot”转换成数字7、14、19，利用仿射等式生成： c(H)=(7×7+3) mod 26=52 mod 26=0,即为字母“a“。 c(O)=(7×14+3) mod 26=101 mod 26=23,即为字母“x“. c(T)=(7×19+3) mod 26=136 mod 26=6,即为字母”g”. 这样，对于这个密钥，”hot”变成了“axg“.
实验一实现一个多表古典加密和解密程序计算机学院信安08-3班柴婷婷08083708 一、实验目的： 掌握多表古典加密方法。 二、实验要求： 能用高级语言实现古典加密方法。 三、实验内容： 多表古典加密方法主要有Playfair体制、Vigenere体制、Beaufor体制、Vernam体制和Hill体制，用高级语言实现其中一种体制的加密和解密算法。 四、实验过程： 1、Vigenere加密解密： 维吉尼亚密码引入了“密钥”的概念，即根据密钥来决定用哪一行的密表来进行替换，以此来对抗字频统计。 #include
实验一古典密码算法 一实验目的 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，为深入学习密码学奠定基础。 二实验原理 古典密码算法曾被广泛利用，大都比较简单，使用手工和机械操作来实现加密和解密。它的应用对象是文字信息，利用密码算法实现文字信息的加密和解密。常见的具有代表性的古典密码算法有两种：替代密码、置换密码 替代密码的原理：使用替代法进行加密，就是将明文中的字符用其他字符代替后形成密文。典型的是凯撒密码又叫移位密码。他的加密就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。 置换密码的原理：不改变明文字符，只将字符在明文中的排序改变，从而实现明文信息的加密。仿射密码就是此原理。 三实验内容和步骤 （1）根据实验原理部分对替代密码算法的介绍，自己创建明文信息，选择一个密钥，编写替代密码算法的实现程序。 1 编写程序 #include cin>>p[i]; if(p[i]>='A'&&p[i]<='Z') { p[i]=p[i]+32+k; } else if(p[i]>='a'&&p[i]<='z') { p[i]=p[i]-32+k; } cout< 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——MA TLAB，开启MA TLAB编辑窗口； 2. 根据加密解密算法步骤编写M文件 1.保存文件并运行； 2.观察运行结果(数值或图形)； 3.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 12 04 A ?? = ? ?? 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） 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 12 04 A ?? = ? ?? 且汉语拼音的26 个字母以及空格(字 wilyes11收集博客(与学习无关)：https://www.doczj.com/doc/7519285224.html,/u/1810231802 一．Kaiser(恺撒)密码 Kaiser密码是传统的代替加密法，当没有发生加密（即没有发生移位）之前，其置换表如1-1-1所示。 表1-1-1 加密时每一个字母向前推移k位，例如k=5，置换表如1-1-2所示。 表1-1-2 于是对明文：data security has evolved rapidly 可以得到密文：IFYF XJHZWNYD MFX JATQAJI WFUNIQD 若令26个字母分别对应整数 0 ～ 25，如表 1-1-3所示。 表1-1-3 则Kaiser加密变换实际上是 c = (m + k) mo d 26 其中m是明文对应的数据，c是与明文对应的密文数据，k是加密用的参数，也称为密钥。 很容易得到相应的Kaiser解密变换是： m = D(c) = (c – k) mod 26 例如明文：data security 对应的数据序列： 3 0 19 0 18 4 2 20 17 8 19 24 k = 5 时得到密文序列： 8 5 24 5 23 9 7 25 22 13 24 3 对应的密文为： I F Y F X J H Z W N Y D 二．单表置换密码 单表置换密码也是一种传统的代替密码算法，在算法中维护着一个置换表，这个置换表记录了明文和密文的对照关系。当没有发生加密（即没有发生置换）之前，其置换表如 1-1-4所示。 表1-1-4 在单表置换算法中，密钥是由一组英文字符和空格组成的，称之为密钥词组，例如当输入密钥词组：I LOVE MY COUNTRY后，对应的置换表如表 1-1-5所示。 表1-1-5 在表1-1-5中 ILOVEMYCUNTR 是密钥词组 LOVE MY COUNTRY 略去前面已出现过的字符O和Y依次写下的。后面ABD……WXZ则是密钥词组中未出现的字母按照英文字母表顺序排列成的，密钥词组可作为密码的标志，记住这个密钥词组就能掌握字母加密置换的全过程。 这样对于明文：data security has evolved rapidly，按照表1-1-5的置换关系，就可以得到密文：VIKI JEOPHUKX CIJ EQDRQEV HIFUVRX。 一、实验背景与目的 通过实现简单的古典密码算法，理解密码学的相关概念如明文（plaintext）、密文（ciphertext）、加密密钥(encryption key)、解密密钥（decryption key）、加密算法(encryption algorithm)、解密算法(decryption algorithm)等。 二、实验环境 Visual C++6.0 三、实验内容 (1)用C\C++语言实现仿射变换（Affine）加/解密算法；2） (2)用C\C++语言实现统计26个英文字母出现的频率的程序； (3)利用仿射变换加/解密程序对一段较长的英文文章进行加密，再利用统计 软件对明文和密文中字母出现的频率进行统计并作对比，观察有什么规 律。 其中a, b为密钥， 25 , 0≤ ≤b a ，且gcd(a, 26)=1 实验要求：加/解密程序对任意满足条件的a、b都能够处理。仿射变换： 加密： ()26 mod , b am m E c b a + = = 解密： ()()26 mod 1 , b c a c D m b a - = =- 四、实验原理 一个仿射变换对应于一个矩阵和一个向量的乘法，而仿射变换的复合对应于普通的矩阵乘法，只要加入一个额外的行到矩阵的底下，这一行全部是0除了最右边是一个1，而列向量的底下要加上一个1。仿射变换原理在基于MQ问题的多变元公钥密码中,公钥一般是方程组,但是这种没有处理的方程组很容易受到插值法的攻击,例如:首先在q元有限域上选取个变量以及个变量。构造方程组:这里面公钥信息方程组就是:其中是明文信息,而则是密文。可以看出这样的公钥信息很容易受到插值法的攻击,下面使用仿射将 古典密码的实验报告 1. 引言 古典密码是一种古老的加密技术，用于在信息传递过程中保护敏感信息的安全性。它通过将明文转换成密文，从而使未经授权的个体无法理解信息的内容。本实验旨在介绍几种常见的古典密码算法，并通过实验验证其加密和解密的过程。 2. 凯撒密码 凯撒密码是最简单的古典密码之一，它通过将明文中的每个字母向前或向后移动固定的位置来加密信息。例如，当移动的位置为3时，明文中的字母A将被替换为D，字母B将被替换为E，以此类推。 2.1 加密过程 1.输入明文。 2.设置移动的位置。 3.对于明文中的每个字母，按照移动的位置将其替换为对应的字母。 4.得到密文。 2.2 解密过程 1.输入密文。 2.设置移动的位置。 3.对于密文中的每个字母，按照移动的位置将其替换为对应的字母。 4.得到明文。 3. 维吉尼亚密码 维吉尼亚密码是一种多表密码，它通过使用一系列凯撒密码表来加密信息。每个表中的移动位置逐个递增，这样可以更好地混淆明文的结构。 3.1 加密过程 1.输入明文。 2.输入密钥。 3.对于明文中的每个字母，找到对应的凯撒密码表。 4.根据对应的表和密钥，将明文中的字母替换为密文。 5.得到密文。 3.2 解密过程 1.输入密文。 2.输入密钥。 3.对于密文中的每个字母，找到对应的凯撒密码表。 4.根据对应的表和密钥，将密文中的字母替换为明文。 5.得到明文。 4. 培根密码 培根密码是古典密码中的另一种类型，它使用一系列相同长度的字母组成的密钥来加密信息。明文中的每个字母都将被替换为对应密钥中的字母。 4.1 加密过程 1.输入明文。 2.输入密钥。 3.对于明文中的每个字母，将其对应到密钥中的相应字母。 4.得到密文。 4.2 解密过程 1.输入密文。 2.输入密钥。 3.对于密文中的每个字母，将其对应到密钥中的相应字母。 4.得到明文。 5. 实验结果与讨论 在本实验中，我们使用了凯撒密码、维吉尼亚密码和培根密码进行加密和解密实验。通过对不同算法的测试，我们发现： 1.凯撒密码是最简单的古典密码之一，但由于移动位置的确定性，易受 到频率分析等攻击方式的威胁。 2.维吉尼亚密码通过使用多个凯撒密码表，增加了加密的复杂性，使得 破解变得更加困难。 3.培根密码使用一系列字母组成的密钥，对明文进行替换。它的安全性 依赖于密钥的保密性，但一旦密钥泄露，密码就会立即失效。 在实际应用中，古典密码由于其简单性和易于理解的特点，已经不再被广泛使用。相比之下，现代密码算法（如AES，RSA等）具有更高的安全性和更复杂的加 实验报告 一、实验室名称: SimpleSPC信息安全云实验系统 二、实验项目名称: 古典密码——置换密码 三、实验学时: 1学时 四、实验原理: 1) 算法原理 a) 置换密码算法就是不改变明文字符,而就是按照某一规则重新排列消息中的比特或字符顺序,才而实现明文信息的加密。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,从而形成密文。其解密过程就是根据密钥的字母数作为列数,将密文按照列、行的顺序写出,再根据密钥给出的矩阵置换产生新的矩阵,从而恢复明文。 b) 置换密码(Permutation Cipher),又称换位密码。算法实施时,明文的字母保持相同,但顺序会被打乱。置换只不过就是一个简单的换位,每个置换都可以用一个置换矩阵Ek来表示。每个置换都有一个与之对应的逆置换Dk。置换密码的特点就是仅有一个发送方与接受方知道的加密置换(用于加密)及对应的逆置换(用于解密)。它就是对明文L长字母组中的字母位置进行重新排列,而每个字母本身并不改变。 c) 设n为一固定整数,P、C与K分别为明文空间、密文空间与密钥空间。明/密文就是长度为n的字符序列,分别记为X(x1,x2,…,xn)属于P与Y(y1,y2,…,yn)属于C ,K就是定义在{1,2,…,n}的所有置换组成的集合。对任何一个密钥(即一个置换),定义置换如下: 加密置换为: 解密置换为: 上式中,就是的逆置换,密钥空间K的大小为n！ 2) 算法参数 置换密码算法主要有c、m、k、n四个参数。c为密文,m就是明文,k为密钥,n 为模数。 3) 算法流程 算法流程。如图所示 《网络攻击与防御》 实验报告 课程名称：信息安全技术 实验名称：古典密码之凯撒密码 指导教师： 学生姓名： 组号： 实验日期： 实验地点： 实验成绩：一 计算机科学与技术学院 计算机系网络教研室制 一、实验目的 （1）编程实现凯撒加密、解密算法，理解密码学基础知识，初步建立密码学思维方式。 （2）通过不断增加凯撒解密难度，理解唯密文解密，提高解密性能。 实验环境操作系统：Windows 10操作系统 软件工具：C++语言编译环境三、实验内容与实验要求 （1）在允许输入密码条件下，编程实现凯撒密码加解密解密。要求： ①从一文本文件读入英文文章（明文或密文）。 ②对读入内容加密或解密后写入另一文本文件。 （2）在不允许输入密码条件下，编程实现解密凯撒密码加密密文。要求绘制三种情况下解密程序流程图，说明不同解密程序存在的不足。程序需要计算、显示解密使用时间（单位：ms） o ①已知cl =wk 1 v lv d errn,求pl。（初级解密） 问：两次使用凯撒，能否正确解密？（字符串用凯撒加密后的结果再用凯撒加密一次。） ②已知cl =go kbo cdenoxdc, 或cl =zh duh vwxghqwv, 求pl。（中级解密） ③已知cl =rxwvlgh wkh eleoh, wkhvh via zrugv duh wkh prvw idprxv Iq doo wkh olwhudwxuh ri wkh zruog. wkhb zhuh vsrnhq eb kdpohw zkhq kh zdv wklqnlqj dorxg, dqg wkhb duh wkh prvw idprxv zrugv Iq vkdnhvshduh ehfdxvh kdpohw zdv vshdnlqj qrw rqob iru klpvhoi exw dovr iru hyhub wklqnlqj pdq dqg zrpdq. wr eh ru qrw wr eh, wr olyh ru qrw wr olyh, wr olyh ulfkob dqg dexqgdqwob dqg hdjhuob, ru wr olyh gxoob dqg phdqob dqg vfdufhob. d sklorvrskhu rqfh zdqwhg wr nqrz zkhwkhu kh zdv dolyh ru qrw, zklfk lv d jrrg txhvwlrq iru hyhubrqh wr sxw wr klpvhoi rffdvlrqdoob. kh dqvzhuhg Iw eb vdblqj: 〃1 wklqn, wkhuhiruh dp. 〃，求pl。（高级解密）对给定较长密文文件进行解密测试，测试结果填入表。 要求密文的内容不少于1000个英文单词，使用凯撒密码加密，加密密码保密。正确率二正确单词数/单词总数，智能程度：优秀（解密结果正确与否不需要人工判断）、一般。 表 四、实验过程与分析 （1）在允许输入密码条件下的实验结果。 playfair密码案例 Playfair密码是一种古典密码学中的替换密码，它使用一个 5x5的多米诺骨牌矩阵来加密消息。这种密码的特点是它使用成对的字母进行加密，而不是单个字母。下面我会从多个角度来介绍Playfair密码的案例。 首先，让我们了解一下Playfair密码的加密过程。首先，构建一个5x5的密匙矩阵，通常使用关键词来填充矩阵，然后将明文中的字母两两分组。如果分组中的两个字母相同，通常会插入一个填充字母来形成一个偶数对。然后，对每对字母应用规则进行加密，最后形成密文。 举个例子，假设我们使用关键词"PLAYFAIR"来构建密匙矩阵，然后我们要加密明文"HELLO WORLD"。首先，将明文分组为"HE", "LL", "OW", "OR", "LD"，然后按照Playfair密码的规则，对每一对字母进行加密，最后得到密文。 其次，让我们来看一下Playfair密码的解密过程。解密过程实际上就是加密过程的逆过程。我们使用相同的密匙矩阵来对密文中的成对字母进行解密，最终得到原始的明文。 另外，Playfair密码的安全性取决于密匙矩阵的构建和密文的 处理方式。如果密匙矩阵和加密规则不够复杂，可能会容易被破解。因此，在实际应用中，需要谨慎选择关键词和设计加密规则来增强 密码的安全性。 总的来说，Playfair密码是一种经典的替换密码，它通过成对 的字母进行加密，使用密匙矩阵来实现加密和解密的过程。然而， 它的安全性相对较低，容易受到破解，因此在实际使用中需要谨慎 考虑安全性和密匙的选择。希望以上内容能够全面回答你关于Playfair密码的案例。 Playfair密码加密解密算法 背景： 在现实世界里密码是随处可见的。最常见的就是我们使用的各种软件，大都需要密码验证。然而在生活中，锁的应用也是一种密码的体现。对于密码的广泛使用，促使我们对密码学有了全新的认识。同时密码学也逐渐形成了一门非常有用的学科。 数据摘要是实现网上信息安全的重要手段，而数据摘要又是密码学中占有非常重要的地位。在数据摘要的算法中哈希函数又是关键。密码学是研究编制和密码破解的技术科学，它的客观变化规律应用于编制密码以保守通信秘密的，称为编码学；应用于破译密码以获取通信情报的，称为破译学，总称为密码学。它是在编码和破译的斗争中发展起来的，并随着先进科学技术的应用已成为一门综合性的尖端技术科学。它与语言学、数学、电子学、声学、信息论、计算机科学有着广泛而密切的联系。 本次课程设计是就其中的一种加密解密算法—Playfair加密解密算法进行研究。在这里我们应用Playfair加密解密算法对字符串进行加密和解密的过程。同时需要我们输入密钥，以及转换字符来进行加密。通过这个例子加深我们对Playfair 加密解密算法进行更深的理解。 一、绪论 密码学作为保护信息的手段，经历了三个发展时期。它最早应用在军事和外交领域，随着科技的发展而逐渐进入人们的生活中。在手工阶段，人们只需通过纸和笔对字符进行加密。密码学的历史源远流长，人类对密码的使用可以追溯到古巴比伦时代。下图的Phaistos圆盘是一种直径约为160mm的粘土圆盘，它始于公元前17世纪，表面有明显字间空格的字母。近年有研究学家认为它记录着某种古代天文历法，但真相仍是个迷。随着工业革命的兴起，密码学也进入了机器时代、电子时代。与人手操作相比电子密码机使用了更优秀复杂的加密手段，同时也拥有更高的加密解密效率。其中最具有代表性的就是下图所示的ENIGMA。ENIGMA是德国在1919年发明的一种加密电子器，它被证明是有史以来最可靠的加密系统之一。二战期间它开始被德军大量用于铁路、企业当中，令德军保密通 一．预习准备 1. 实验目的 (1). 熟记古典对称密码的概念和特点； (2). 理解若干种古典密码体制的原理； (3). 掌握维吉尼亚及Playfair密码体制的编程实现。 2. 实验环境 Widows7操作系统、Microsoft Visual Studio 2010 （选择自己熟悉的编程语言和环境） 3. 实验内容和要求 (1)实验内容 1.实现维吉尼亚密码体制； 2.实现Playfair密码体制。 (2) 实验要求 1．复习课本/课件相关内容。 2．程序中不能固定密钥词，即用户可自行输入密钥词，然后对输入的明文进行加密，或对输入的密文进行解密 二. 编程思路（实验原理） 维吉尼亚密码原理： 引入了“密钥”的概念，即根据密钥来决定用哪一行的密表来进行替换，以此来 对抗字频统计。 Playfair原理： 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）。 三. 实验总结 1. 实验程序（详细设计） 维吉尼亚代码： #include数学建模实验报告古典密码与破译
古典密码算法实验原理
古典密码学实验
古典密码的实验报告
古典密码实验报告
信息安全古典密码之凯撒密码
playfair密码案例
Playfair解密加密算法
凯撒密码和playfair密码 实验报告
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