一、實驗目的
通過實現簡單的古典密碼演算法，理解密碼學的相關概念如明文（plaintext）、密文（ciphertext）、加密金鑰（encryption key）、解密金鑰（decryption key）、加密演算法(encryption algorithm)、解密演算法（decryption algorithm）等。
1）用c\c++語言實現單錶仿射（affine）加/解密演算法；
2）用c\c++語言實現統計26個英文本母出現頻率的程式；
3）利用單錶仿射加/解密程式對一段較長的英文文章進行加密，再對明文和密文中字母出現的頻率進行統計並作對比，觀察有什麼規律。
仿射變換：
加密：解密：
其中，k1和k2為金鑰，k1∈zq，k2∈zq*。
1.首先將所有輸入的字母轉化為數字，定義int conv_to_num(char ch)函式
同時定義對應的char conv_to_char(int num)函式將陣列轉回為字母
2.然後進行加密，定義void encrypt(int k1, int k2, char* m, int n, char* cipher)。按照仿射變換的公式進行定義，利用字元的ascii碼進行運算，對於不是字母的字元，直接存入密文陣列裡面。
3.因為k2與模26不能互質，所以要定義prime函式判斷兩個數是否互質
4.解密函式原理同加密函式
5.關於詞頻統計函式int lettercounter(char *str,int nstr)，要點在於利用乙個二維陣列arr[26][2]來統計字母個數,arr[i][0]存字母，arr[i][1]存字母個數。同時由於大小寫的問題還定義了乙個 biglettercounter(char *str, int nstr)函式，讀入大寫字元存在的位置，在解密時將其變為大寫；
**如下：
// 單錶放射.cpp : 此檔案包含 "main" 函式。程式執行將在此處開始並結束。
///*實驗一*/
#include "pch.h"
#include#include #include using namespace std;
int arra[200];//第乙個存位置，第二個存大寫的字母
int big_c = 0;
void biglettercounter(char *str, int nstr) }}
//判斷是否互質
bool prime(int num1, int num2)
if (num1 == 1)
return true;
else
return false;
}// [a-za-z] 轉化為 0-25
int conv_to_num(char ch)
return num;
}// 0-25 轉化為 [a-za-z]
char conv_to_char(int num)
//加密函式
void encrypt(int k1, int k2, char* m, int n, char* cipher)
int c = (k1 + k2 * num) % 26;
cipher[i] = conv_to_char(c); }}
//解密
void decrypt(int k1, int k2, char* m, int n, char* cipher)
// 求模反元素
int num = 0;
while ((k2 * num - (c - k1)) % 26 != 0)
m[i] = conv_to_char(num); }}
//計數
int lettercounter(char *str,int nstr)
int num;
//計數
for (num = 0; num < nstr; num++)
else continue;
} }//輸出
int countnum = 0;
cout << endl << "上文字元頻率統計：" << endl;
for (int i = 0; i < 26; i++)
cout <> k1;
cin >> k2;
if (!prime(26, k2))
//從檔案中讀取明文
char filename[81];
ifstream encfile;
char c;
int i=0,filenum;//filenum訪問檔案中字元數
rewind(stdin); //清空緩衝區
cout << endl;
cout << "輸入要加密的檔名:";
cin.getline(filename, 81);
encfile.open(filename, ios::in | ios::out);
if (!encfile)
while (!encfile.eof())
encfile.close();
filenum = i - 1;
//輸出明文
cout << endl;
cout << "明文為:";
for (int num = 0; num < filenum; num++)
cout << m[num];
cout << endl;
lettercounter(m, filenum);
biglettercounter(m, filenum);
//加密
char c[200];
encrypt(k1, k2, m, filenum,c);
//輸出密文
cout << endl;
cout << "密文為:";
for (int num = 0; num < filenum; num++)
cout << c[num];
cout << endl;
lettercounter(c, filenum);
//解密
char d_m[200];
decrypt(k1, k2, d_m, filenum, c);
int countj = 0;
for (int i = 0; i < filenum; i++) }
//輸出解密後的明文
cout << endl;
cout << "解密後的明文為:";
for (int num = 0; num < filenum; num++)
cout << d_m[num];
cout << endl;
lettercounter(d_m, filenum);
return 0;
}
input.txt內容如下：
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