1、实 验 报 告实验课程名称 现代密码学 学 院 理学院 年级 大三 专业班 信科 0802 学 生 姓 名 王尔林 学 号 200810010210 开 课 时 间 2010 至 2011 学年第 二 学期 总 成 绩教师签名实验项目名 称 实验一、古典密码（认识密码学）成绩一、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
2、、实验内容1）用 CC+语言实现仿射变换（Affine）加/解密算法；2）用 CC+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, baEcba解密： 1, cDm其中 a, b 为密钥， ，且 gcd(a, 26)=1250实验要求：加/解密程序对任意满足条件的 a、b 都能够处理。三、实验步骤(1)统计 26 个英文字母出现的频率的程序#include#include#includeusing namespace std;voi
3、d main()ifstream in(“a.txt“);vector s;vector n(26,0);for(int i=0;ix; )for(int i=0;i#include#includeusing namespace std;/判断两个数是不是互素（辗转相除）/bool gcd(int a)int f=26,g,r;g=a;dor=f%g;f=g;g=r;while(r);if(f=1)return 1;elsereturn 0;/求逆 /int inv(int a)int x,i;for(i=1;iz;if(z=0|z=1) /coutab;if(a25)|(b25)cout s
4、;for(char x;inx; )s.push_back(int(x);for(int i=0;i s;for(char x;inx; )s.push_back(int(x);for(int i=0;i#include#include#includeusing namespace std;void main()/下面是密钥的产生/int a31=1,1,0,0,1;for(int k=5;kkey;vector s,ss;if(key=1|key=2)if(key=1) coutc)int sum=0;for(int j=0;j32)i=(i+j-1)%31+1;elsei=i+8;s.pu
5、sh_back(int(c)sum);for(int kk=0;kkc)int sum=0;for(int j=0;j32)i=(i+j-1)%31+1;elsei=i+8;s.push_back(int(c)sum);for(int kk=0;kkusing namespace std;/return next stateunsigned char fn_feedback(unsigned char n,unsigned char c,unsigned char curr_state)unsigned char t = c unsigned char s = t /get first bit
6、for(int i =1; i (n-1); /return next statevoid lfsr_output_byte(int n,unsigned char c,unsigned char init_state,unsigned char output_bytes,int byte_length)unsigned char next_state = init_state;for(int i = 0; i j );next_state = fn_feedback(n, c, next_state);output_bytesi = temp;/output a char type of d
7、ata in binary wayvoid output_binary(unsigned char c)for(int i=0; icypher;for(int j=0;cypherj!=0;j+)cyphj=cypherjbj;cout#include #include using namespace std;int Euclid(int a,int n)/n 大于 aint x,y,r;x=n;y=a;for(int i=0;)if(y=0)return x;if(y=1)return y;r=x%y;x=y;y=r;double extenEuclid(double a,double n
8、)/利用扩展的 EUCLID 计算 a mod n 的乘法逆元double x1=1,x2=0,x3=n,y1=0,y2=1,y3=a,Q;double t1,t2,t3;for(int i=0;)if(y3=0)return x3;cout b;unsigned int N=n-1;for(int i=0,j=1; i+)if(jN)break;if( (N i) elseb.push_back(0);j*=2;/将 n-1 表示成二进制形式for(int k=0;k=0;ii-)x=d;d=(d*d)%n;if(d=1if(bii=1)d=(d*a)%n;if(d!=1)return fa
9、lse;return true;double quickindex1(double a,double m,double n)/实现 am mod n 的运算vector b;unsigned double N=m;for(int ii=0,j=1;ii+)if(jN)break;if(Nii)elseb.push_back(0);j*=2;double c=0,d=1;for(int i=b.size()-1;i=0;i-)c*=2;d=(d*d)-int(d*d)/n)*n;if(bi=1)c+=1;d=(d*a)-int(d*a)/n)*n;return d;void transfer(c
10、har cypher,double c)int m100=0;for(int i=0,j=0;cypherj!=0;i+=2)if(cypherj= )mi=0;mi+1=0;elsemi=cypherj-64;if(mi10)mi+1=mi;mi=0;elsemi+1=mi%10;mi=mi/10;j+;for(int k2=0;k22*strlen(cypher);k2+)coutmk2;coutendl;/int c100=0;for(int k=0,n=0;k2*strlen(cypher);k+=4)cn=mk*1000+mk+1*100+mk+2*10+mk+3;n+;for(;c
11、n-11000;)/最后一个数填充零 ,不过此例可要可不要cn-1*=10;void main()double c100=0;double a100=0;double b100=0;char cypher=“I LOVE THE PEOPLES REPUBLIC OF CHINA“;/对“我爱中华人民共和国”加解密transfer(cypher,c);/字母变数字的过程for(int k1=0;ck1!=0;k1+)coutck1“ “;/选取两个素数 p=563，q=823double n=0, fn=0, p=563,q=823,d=0;n=p*q;fn=(q-1)*(p-1);/选 e 与 fn 互素for(double e=2;efn;e+=3)if(Euclid(e,fn)=1)break;d=extenEuclid(e,fn);coutendl“密码和密钥 e d and n:“;coute“ “d“ “nendl;/加密过程coutendl“加密：“;for(int i=0;ci!=0;i+)ai=quickindex1(ci,e,n);coutai“ “;coutendl“解密：“;/解密过程for(int j=0;aj!=0;j+)bj=quickindex1(aj,d,n);coutbj“ “;coutendl;四、实验结果及分析
