实实 验验 报报 告告实验课程名称实验课程名称 现代密码学现代密码学 学学 院院 理学院理学院 年级年级 08 专业班专业班 0303 学学 生生 姓姓 名名 丁朋丁朋 学学 号号 25 开开 课课 时时 间间 2010 至至 2011 学年第学年第 二二 学期学期总总 成成 绩绩教师签名教师签名实验项目 名 称实验一、古典密码（认识密码学）实验一、古典密码（认识密码学）成绩一、实验目的一、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、实验内容二、实验内容1）用 CC+语言实现仿射变换仿射变换（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：加密加密： 26mod,bammEcba解密解密： 26mod1 ,bcacDmba其中 a, b 为密钥，且 gcd(a, 26)=125,0ba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、实验步骤三、实验步骤 (1)统计 26 个英文字母出现的频率的程序 #include #include #include using namespace std; void main()ifstream in(“a.txt“);vector s;vector n(26,0);for(int i=0;ix; )for(int i=0;i #include #include using 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; do r=f%g; f=g; g=r; while(r); if(f=1) return 1; else return 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;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 #include using 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.push_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;kk using namespace std;/return next state unsigned char fn_feedback(unsigned char n,unsigned char c,unsigned char curr_state) unsigned char t = c unsigned char s = t /get first bit for(int i =1; i (n-1); /return next state void 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 data in binary way void 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 a int 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)/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) else b.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=1 if(bii=1) d=(d*a)%n; if(d!=1) return false; 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) else b.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(char cypher,double c) int m100=0; for(int i=0,j=0;cypherj!=0;i+=2) if(cypherj= ) mi=0;mi+1=0; else mi=cypherj-64; if(mi10) mi+1=mi; mi=0; else mi+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(;cn-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=823 double 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、实验结果及分析四、实验结果及分析