应用密码学实验 古典密码

实验一 古典密码

单表代替、多表代替

• 实验目的

通过实验熟悉掌握凯撒密码原理和多表代替密码的实现方法，编译实现加密算法，提高程序设计能力，掌握穷举破译的方法。

• 实验要求

1. 输入任意的一段明文，对其进行加密并输出密文。
2. 输入一段密文，利用穷举法进行唯密文攻击，输出密钥。
3. 要求有对应的程序测试记录和验证记录。
4. 从键盘中读取明文并加密，将密文输出。

• 实验内容

• 凯撒密码的加解密

1. 知识点

凯撒密码是一种典型的单表代替密码技术，其加密方法如下：

                   密文=明文+密钥 mod 26

解密方法如下：

                   明文=密文-密钥 mod 26

1. 程序代码

加密：

• 凯撒密码的穷举破译

1. 知识点

凯撒密码可能的密钥有26个。所谓穷举破译，是指用所有可能的密钥尝试解密，直到找出正确的密钥和明文。穷举破译是一种唯密文攻击，任意给定一段密文，利用穷举法找出所用的密钥，最多尝试26次。

1. 程序代码

• 维吉尼亚密码

1. 密钥的处理

可预设密钥为“cipher”，长度为6；也可直接输入密钥（以字母形式或数字形式），再计算密钥长度，放在整形变量period中。

1. 读取明文并预处理

从键盘中读取明文，取出所有字母，放入数组中；统计明文中的字母个数，放入整形变量中。

1. 加密

维吉尼亚密码的加密与凯撒密码几乎完全相同，只是加密每个字符时所用的密钥在变化，用语句

1. 程序代码

• 实验结果

• 凯撒密码加密

• 凯撒密码穷举破译

• 维吉尼亚密码

• 实验总结

凯撒密码是比较简单的，只是进行单表代换，实现起来也比较容易，破解起来也不难，是很不安全的密码。

凯撒密码是没有密匙的，即使没有密匙也能将它破解出来，因为凯撒移位密码只有25种密匙，最多就是将这25种可能性挨个检测一下可以了，这就是我们所说的暴力破解法。

当然，还可以使用频度分析法分析每个字母出现的频率，从而知道凯撒密码的移位数。