内容发布更新时间 : 2024/6/17 2:45:48星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

实 验 报 告

一、 实验室名称：

SimpleSPC信息安全云实验系统

二、 实验项目名称：

古典密码——置换密码

三、 实验学时：

1学时

四、 实验原理：

1) 算法原理

a) 置换密码算法是不改变明文字符，而是按照某一规则重新排列消息中的比特或字符顺序，才而实现明文信息的加密。将明文中的字母按照给定的顺序安排在一个矩阵中，然后用根据密钥提供的顺序重新组合矩阵中的字母，从而形成密文。其解密过程是根据密钥的字母数作为列数，将密文按照列、行的顺序写出，再根据密钥给出的矩阵置换产生新的矩阵，从而恢复明文。

b) 置换密码（Permutation Cipher），又称换位密码。算法实施时，明文的字母保持相同，但顺序会被打乱。置换只不过是一个简单的换位，每个置换都可以用一个置换矩阵Ek来表示。每个置换都有一个与之对应的逆置换Dk。置换密码的特点是仅有一个发送方和接受方知道的加密置换（用于加密）及对应的逆置换（用于解密）。它是对明文L长字母组中的字母位置进行重新排列，而每个字母本身并不改变。

c) 设n为一固定整数，P、C和K分别为明文空间、密文空间和密钥空间。明/密文是长度为n的字符序列，分别记为X（x1,x2，?,xn）属于P和Y(y1,y2,?,yn)属于C ，K是定义在{1,2,?,n}的所有置换组成的集合。对任何一个密钥（即一个置换），定义置换如下：

加密置换为：

解密置换为：

上式中，是的逆置换，密钥空间K的大小为n！

2) 算法参数

置换密码算法主要有c、m、k、n四个参数。c为密文，m是明文，k为密钥，n为模数。

3) 算法流程

算法流程。如图所示

五、 实验目的：

1） 学习置换密码的原理

2） 学习置换密码的算法实现

六、 实验内容：

1.在虚拟机上运行置换密码.exe可执行文件，根据提示输入明文和密钥，同时检查输出的解密后的结果是否与明文一致。

2.学习掌握置换密码的原理，并根据明文和密钥计算出对应的加密文，并与程序输出的结果进行比对，掌握其加密解密的过程。

3.看懂实验程序代码，如有需要可在其上进行优化。

七、 实验器材（设备、虚拟机名称）：

Windows 7

工具：C:\\tools\\密码学课程\\01密码学算法\\02 古典密码\\01 置换密码

八、 实验步骤：

1、查看置换密码算法运行结果并学习其核心算法

1.1 点击【置换密码.exe】，选择对明文【asdfgh】使用密钥【qwerty】进行加密，程序运行结果。如下图所示

但是在实验中发现，当密钥中包含相同字符时，加密和解密结果会出现问题，如下图所示：

在观察程序代码后，发现应该是加密表生成出现问题，因此在实验中我重新修改了程序中计算加密表部分的代码，利用双层循环，对于每一个字符，计算比其小的字符或者和它一样但是出现在其左侧的字符个数，得到的序列便是加密表的内容，将程序按照上述思路修改后测试运行正确。

1.2 更新后的置换密码的核心算法如下所示。

#include #include using namespace std;

char a[20][6], b[20][6], c[20][6], m[102], key[6], ky[6], mw[102], bb[102]; int zh[6], zh1[6]; int j, len, length, e, f; void