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2016春 密码学原理 软件学院密码学原理作业报告作业1：古典密码体制的实践与分析姓名查志华院系软件学院学号1133710313任课教师刘绍辉指导教师刘绍辉实验地点哈尔滨工业大学实验时间2016.3.15-2016.3.18一、实验目的要求：综述本次实验的基本目的。1了解古典密码的基本体制，掌握维吉尼亚密码的加解密方式，能对文件进行加解密。2. 掌握重合指数的计算方法，了解掌握Kasiskis 的计算方法，能对明文以及密文进行重合指数的计算以及Kasiskis 计算方法； 二、实验内容要求：对如下内容进行详细描述。1 弗吉尼亚密码加密解密算法；明文 =（密文-密钥+26）/26;密文 = （明文+密钥）/26;具体实现见下代码。2 重合指数计算算法；先统计出各个字母出现的频数,f(a),f(b),f(z)f(a)+f(b)+f(z)=X (X就是密文长度),然后把所有的 f(字母)*(f(字母)-1) 的和求出来,假设为sum ,sum/(X*(X-1)就是重合指数具体实现见下代码。3 Kasiskis 计算方法；1 在密文中标出重复的三个或多个字符结构；2 对每一个字符结构,记下结构的起始位置；3 计算相邻的起始点的距离；4 对每个距离求出所有因数；5 若使用多字母替换密码,则密钥的长度为步骤4种出现的某一因数；三、实验结果及分析要求：将实验获得的结果进行描述，涉及不同的密钥以及密钥长度，不同密文长度情况下的Kasiski分析及重合指数分析得出的结果。选择文件进行操作，对于不同的密钥以及不同长度的密钥，情况如下：（文件选取为英文原著阿兹卡班的囚徒1.txt,大小为21K)各字符频率统计：l 密钥长度为4时，即n=4时：l 密钥长度为16时,即n=16时：重合指数计算：l n=1时：l n=2时：l n=4时：l n=8时：l n=16时：l n=32时：l n=64时：l n=128时：l n=256时：l n=9000时：结论：当密钥的长度足够大时，发现密文的重合指数会趋向于3.84%，也就是1/26。代码如下：#include #include #include #include #include void Genkey(int len);void DenKey();int main() int len = 0; int select =0; while(1) printf(请选择操作：加密（1）；解密（2）：退出（3）n); scanf(%d,&select); if(select =1)/加密操作 printf(请输入密钥长度n); scanf(%d,&len); Genkey(len); else if(select =2)/解密操作 DenKey(); else if(select =3) exit(0); else printf(输入有误！n); return 0;void Genkey(int len) srand(unsigned) time(NULL); /用时间做种，每次产生随机数不一样 int number=0,i=0,j=0,len1; len1=len; char ch; char key110000= ; char alp26 = A,B,C,D,E,F,G, H,I,J,K,L,M,N,O,P,Q,R,S,T,U,V,W,X,Y,Z ; while(len 0)/随机生成密钥 number= rand() % 26; /产生0-25的随机数 key1i = alpnumber; len -; i+; printf(随机生成的密钥为：); while(len10)/打印密钥 printf(%c,key1j); j+; len1-; printf(n); int L=strlen(key1); FILE *fp,*fp1; int num126; int num226; int m=0; for(m=0; m=a&ch=A&ch=A&ch=Z) al=(int)(ch-A); num1al+; fprintf(fp1,%c,(ch+key1j%L-A-A)%26+A); bl=(int)(ch+key1j%L-A-A)%26); num2bl+; j+; else al=(int)(ch-a); num1al+; fprintf(fp1,%c,(ch+key1j%L-A-a)%26+A); bl=(int)(ch+key1j%L-A-a)%26); /printf(%d ,bl); num2bl+; j+; fscanf(fp,%c,&ch); printf(加密结果请查看文档！n); / printf(%dn,j); fclose(fp1); fclose(fp); /统计明文密文中各字符的频率 printf(明文中各字符的频率（a-z）:); for(m=0; m26; m+) printf(%.3f% ,(float)num1m/j*100); if(m%5)=0) printf(n); printf(密文中各字符出现的频率（a-z):); for(m=0; m26; m+) printf(%.3f% ,(float)num2m/j*100); if(m%5)=0) printf(n); /计算重合指数 int sum =0; int sum1=0; for(m=0; m26; m+) sum=sum+num1m*(num1m-1); for(m=0; m=A&ch=a&ch=z) fprintf(fp1,%c,(ch-keyj%L-a+a+26)%26+A); j+; fscanf(fp,%c,&ch); printf(解密结果请查看文档！n); fclose(fp1); fclose(fp); 四、实验成绩（共5分）程序设计成绩(1分)实验结果成绩(2分)实验报告成绩(2分)总成绩指导教师签字日期
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