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1、南京航空航天大学课 程 设 计 报 告课 程 名 称 密码学课程设计 学 院 计算机科学与技术 年 级 2014 学 生 姓 名 陶超权 学 号 161420330 开 课 时 间 2016 至 2017 学年第 一 学期总 成 绩教师签名实验项目名 称实验一、古典密码成绩一、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、 实验内
2、容1）用CC+语言实现单表仿射（Affine）加/解密算法；2）用CC+语言实现统计26个英文字母出现频率的程序；3）利用单表仿射加/解密程序对一段较长的英文文章进行加密，再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。 仿射变换：加密：解密：其中，k1和k2为密钥，k1Zq，k2Zq*。三、 实验步骤1）在main函数中构建框架，函数主要分为三部分，加密，解密，计算字符出现频率；2）加密函数encrypt(),首先需要输入两个密钥K1，k2,需要注意k2是和26互质的，所以这里用gcd()函数判断了k2与26的最大公约数，加解密都采用了文件操作，明文和密文都保存在文件中，这里
3、加密时根据ascii码，对大小字母分别加密，其他字符则保持不变；3）解密函数decode(),和加密函数类似，需要注意解密要用到密钥K2的逆元，所以这里用函数inverse_k2()进行了逆元的求解，另外需要注意的是解密运算过程中可能出现数值为负数的情况，在模运算下应该将它们重新置为整数。4）计算字符频率函数calculateCharFreq()，这里只对大小字母进行统计，不计其他字符。源代码：* main.cpp *#include#includeint main() void encrypt(); void decode(); void calculateCharFreq(); int c
4、hoice; printf(please input your choice:n); printf(t1. encryptnt2.decodent3.calculate character frequencent4.quit&exitn); scanf(%d,&choice); getchar(); while(1) switch(choice) case 1: encrypt(); break; case 2: decode(); break; case 3: calculateCharFreq(); break; case 4: return 0; default:break; print
5、f(please input your choice:n); printf(t1. encryptnt2.decodent3.calculate character frequencent4.quit&exitn); scanf(%d,&choice); getchar(); return 0;* encrypt.cpp *#include#includevoid encrypt() int gcd(int,int); printf(please input secret keyn); printf(k1:); int k1,k2; scanf(%d,&k1); getchar(); whil
6、e(k1=26) printf(illegal k1!please input agian!n); printf(k1:); scanf(%d,&k1); getchar(); printf(k2:); scanf(%d,&k2); getchar(); while(gcd(k2,26)!=1) printf(illegal k2!please input agian!); printf(k2:); scanf(%d,&k2); getchar(); / char plainText100=0; / char cypherText100=0; printf(open the plain tex
7、t filen); /scanf(%s,plainText); FILE *fplain,*fcypher; if(fplain =fopen(plain.txt,a+)=NULL) printf(cant open plain.txt!n); exit(0); if(fcypher = fopen(cypher.txt,a)=NULL) printf(cant open cypher.txt!n); exit(0); /int i; char plainText = fgetc(fplain); char cypherText; /for(i=0; plainTexti!=0; i+) /
8、printf(%c,plainText); while(plainText != EOF) / printf(old:%dn,plainTexti); if(65=plainText& plainText=90 ) / printf(.); / plainTexti-=65; cypherText = (plainText-65)*k2+k1)%26+65; fputc(cypherText,fcypher); / printf(new:%dn,cypherTexti); else if(97=plainText & plainText=122 ) /plainTexti-=97; cyphe
9、rText = (plainText-97)*k2+k1)%26+97; fputc(cypherText,fcypher); / printf(new:%dn,cypherTexti); else cypherText=plainText; fputc(cypherText,fcypher); plainText = fgetc(fplain); / printf(%ct%c,plainTexti,cypherTexti); fclose(fplain); fclose(fcypher); printf(cipher text has been written into cypher.txt
10、!n); / printf(%snn,cypherText);* decode.cpp *#include#includevoid decode() int gcd(int ,int); int inverse(int);/ char cypherText100=0;/ char plainText200=0; printf(please input secret keyn); printf(k1:); int k1,k2; scanf(%d,&k1); getchar(); while(k1=26) printf(illegal k1!please input agian!n); printf(k1:); scanf(%d,&k1); getchar(); printf(k2:); scanf(%d,&k2); getchar(); while(gcd(k2,26)!=1) printf(illegal k2!please input agian!); printf(k2:); scanf(%d,&k2); getchar(); int inverse_k2 = inverse(k2); printf(open t
