什么是置换密码？给出一段明文，请用置换密码的矩阵排列方式进行加密。 明文如下： LIUYUEDETIANSHIMINGLANGDETIAN 密钥为： MORIVER 请写出具体的加密步骤。

置换密码是一种密码算法，通过把明文中的每个字符映射到密文中的另一个字符来加密数据。其中矩阵排列方式是一种常见的置换密码实现方式。

具体的加密步骤如下：

1. 将密钥 MORIVER 按照字母表顺序排序，得到 EIMORRV。

2. 将明文 LIUYUEDETIANSHIMINGLANGDETIAN 按照从左到右、从上到下的顺序填入一个矩阵中，行数为密钥长度，列数为明文长度除以密钥长度（向上取整），不足的用 X 填充，得到如下矩阵：

L I U Y U E D E T I A N
S H I M I N G L A N G
D E T I A N X X X X X X

3. 按照密钥中字母的字母表顺序，依次对矩阵的列进行置换，得到如下矩阵：

E I O M R R V
I M G L A N H
T N X X X E D
U A X X X T I
Y X X X X A N
D X X X X S G

4. 按照从上到下、从左到右的顺序读取矩阵，得到密文：

EITUYYDIXNAXOXMXLTXDSXNGIAENRV

因此，明文 LIUYUEDETIANSHIMINGLANGDETIAN 通过置换密码算法和密钥 MORIVER 被加密为密文 EITUYYDIXNAXOXMXLTXDSXNGIAENRV。

相关问题

c语言凯撒密码、字母倒排序、单表置换密码、维吉利亚密码、转换加密方法实现加密解密

1. 凯撒密码（Caesar Cipher）

凯撒密码是一种简单的替换加密方法，是最古老的加密技术之一。它是通过将字母按照一定的偏移量进行替换来实现加密的。例如，将字母表中的每个字母向右偏移3个位置，A变成D，B变成E，以此类推，最终得到一个新的密文。

加密方法：

void caesar_encrypt(char *plaintext, int shift) {
    int i = 0;

    while (plaintext[i] != '\0') {
        if (isalpha(plaintext[i])) {
            if (isupper(plaintext[i]))
                plaintext[i] = ((plaintext[i] - 'A' + shift) % 26) + 'A';
            else
                plaintext[i] = ((plaintext[i] - 'a' + shift) % 26) + 'a';
        }

        i++;
    }
}

解密方法：

void caesar_decrypt(char *ciphertext, int shift) {
    int i = 0;

    while (ciphertext[i] != '\0') {
        if (isalpha(ciphertext[i])) {
            if (isupper(ciphertext[i]))
                ciphertext[i] = ((ciphertext[i] - 'A' - shift + 26) % 26) + 'A';
            else
                ciphertext[i] = ((ciphertext[i] - 'a' - shift + 26) % 26) + 'a';
        }

        i++;
    }
}

2. 字母倒排序（Reverse Alphabet Cipher）

字母倒排序是一种替换加密方法，它通过将字母表中的每个字母倒序排列，然后将明文中的每个字母替换成其对应的倒序字母，从而实现加密。例如，将字母A替换成Z，将B替换成Y，以此类推。

加密方法：

void reverse_alphabet_encrypt(char *plaintext) {
    int i = 0;

    while (plaintext[i] != '\0') {
        if (isalpha(plaintext[i])) {
            if (isupper(plaintext[i]))
                plaintext[i] = 'Z' - (plaintext[i] - 'A');
            else
                plaintext[i] = 'z' - (plaintext[i] - 'a');
        }

        i++;
    }
}

解密方法：

void reverse_alphabet_decrypt(char *ciphertext) {
    int i = 0;

    while (ciphertext[i] != '\0') {
        if (isalpha(ciphertext[i])) {
            if (isupper(ciphertext[i]))
                ciphertext[i] = 'A' + ('Z' - ciphertext[i]);
            else
                ciphertext[i] = 'a' + ('z' - ciphertext[i]);
        }

        i++;
    }
}

3. 单表置换密码（Monoalphabetic Substitution Cipher）

单表置换密码是一种替换加密方法，它通过将明文中的每个字母替换成一个固定的密文字母，从而实现加密。例如，将字母A替换成密文字母X，将B替换成密文字母Y，以此类推。

加密方法：

void monoalphabetic_encrypt(char *plaintext, char *key) {
    int i = 0;

    while (plaintext[i] != '\0') {
        if (isalpha(plaintext[i])) {
            if (isupper(plaintext[i]))
                plaintext[i] = toupper(key[plaintext[i] - 'A']);
            else
                plaintext[i] = tolower(key[plaintext[i] - 'a']);
        }

        i++;
    }
}

解密方法：

void monoalphabetic_decrypt(char *ciphertext, char *key) {
    int i = 0;

    while (ciphertext[i] != '\0') {
        if (isalpha(ciphertext[i])) {
            int j = 0;

            if (isupper(ciphertext[i])) {
                while (toupper(key[j]) != ciphertext[i])
                    j++;

                ciphertext[i] = 'A' + j;
            }
            else {
                while (tolower(key[j]) != ciphertext[i])
                    j++;

                ciphertext[i] = 'a' + j;
            }
        }

        i++;
    }
}

4. 维吉利亚密码（Vigenère Cipher）

维吉利亚密码是一种多表置换加密方法，它通过使用一系列不同的单表置换密码来实现加密。具体地，将明文中的每个字母按照一个密钥字符串中的字母进行偏移，然后使用对应位置的单表置换密码进行替换，最终得到一个新的密文。

加密方法：

void vigenere_encrypt(char *plaintext, char *key) {
    int i = 0;
    int j = 0;
    int key_len = strlen(key);

    while (plaintext[i] != '\0') {
        if (isalpha(plaintext[i])) {
            int shift;

            if (isupper(key[j % key_len]))
                shift = key[j % key_len] - 'A';
            else
                shift = key[j % key_len] - 'a';

            if (isupper(plaintext[i]))
                plaintext[i] = ((plaintext[i] - 'A' + shift) % 26) + 'A';
            else
                plaintext[i] = ((plaintext[i] - 'a' + shift) % 26) + 'a';

            j++;
        }

        i++;
    }
}

解密方法：

void vigenere_decrypt(char *ciphertext, char *key) {
    int i = 0;
    int j = 0;
    int key_len = strlen(key);

    while (ciphertext[i] != '\0') {
        if (isalpha(ciphertext[i])) {
            int shift;

            if (isupper(key[j % key_len]))
                shift = key[j % key_len] - 'A';
            else
                shift = key[j % key_len] - 'a';

            if (isupper(ciphertext[i]))
                ciphertext[i] = ((ciphertext[i] - 'A' - shift + 26) % 26) + 'A';
            else
                ciphertext[i] = ((ciphertext[i] - 'a' - shift + 26) % 26) + 'a';

            j++;
        }

        i++;
    }
}

5. 转换加密方法（Transposition Cipher）

转换加密方法是一种基于重新排列明文中的字符来实现加密的方法。具体地，将明文中的字符按照一定的规则重新排列，然后得到一个新的密文。

加密方法：

void transposition_encrypt(char *plaintext, char *key) {
    int i, j, k, len;
    int key_len = strlen(key);
    char **matrix;

    // 计算矩阵的行数
    len = strlen(plaintext);
    i = len / key_len;
    if (len % key_len != 0)
        i++;

    // 分配矩阵的内存
    matrix = (char **)malloc(i * sizeof(char *));
    for (j = 0; j < i; j++)
        matrix[j] = (char *)malloc(key_len * sizeof(char));

    // 将明文填充进矩阵
    k = 0;
    for (j = 0; j < i; j++) {
        for (k = 0; k < key_len; k++) {
            if (plaintext[j * key_len + k] == '\0')
                matrix[j][k] = ' ';
            else
                matrix[j][k] = plaintext[j * key_len + k];
        }
    }

    // 对矩阵的每一列进行置换
    for (k = 0; k < key_len; k++) {
        int index = strchr(key, key[k]) - key;

        for (j = 0; j < i; j++) {
            char tmp = matrix[j][k];
            matrix[j][k] = matrix[j][index];
            matrix[j][index] = tmp;
        }
    }

    // 将矩阵中的字符按行顺序输出
    k = 0;
    for (j = 0; j < i; j++) {
        for (k = 0; k < key_len; k++)
            printf("%c", matrix[j][k]);
    }
}

解密方法：

void transposition_decrypt(char *ciphertext, char *key) {
    int i, j, k, len;
    int key_len = strlen(key);
    char **matrix;

    // 计算矩阵的行数
    len = strlen(ciphertext);
    i = len / key_len;

    // 分配矩阵的内存
    matrix = (char **)malloc(i * sizeof(char *));
    for (j = 0; j < i; j++)
        matrix[j] = (char *)malloc(key_len * sizeof(char));

    // 将密文填充进矩阵
    k = 0;
    for (j = 0; j < i; j++) {
        for (k = 0; k < key_len; k++)
            matrix[j][k] = ciphertext[j * key_len + k];
    }

    // 对矩阵的每一列进行置换
    for (k = key_len - 1; k >= 0; k--) {
        int index = strchr(key, key[k]) - key;

        for (j = 0; j < i; j++) {
            char tmp = matrix[j][k];
            matrix[j][k] = matrix[j][index];
            matrix[j][index] = tmp;
        }
    }

    // 将矩阵中的字符按列顺序输出
    k = 0;
    for (k = 0; k < key_len; k++) {
        for (j = 0; j < i; j++)
            printf("%c", matrix[j][k]);
    }
}

编程实现矩阵换位法置换密码 （通过C语言实现，附上代码） 1. 实验原理： 矩阵换位法是一种置换密码算法，其核心思想是将明文中的字符按照指定的顺序填充到矩阵中，然后按照行、列、或者某种其他规则，按照特定的顺序读取矩阵中的元素得到密文。例如，对于明文“HELLO WORLD”，可以将其填充到一个5×3的矩阵中，再按照行和列的顺序读取，得到密文“HWEOLRLOLD”。 2. 算法设计：<br> 设置一个填充矩阵，并根据密钥确定填充元素的顺序。例如，如果密钥为“3 2 1 5 4”，则按照顺序将明文分配到填充矩阵中的不同位置上。例如，对于明文“HELLO WORLD”，按照顺序填充到5×3的矩阵中，则矩阵如下： H E L L O W O R L D 按照行和列的顺序分别读取矩阵中的元素，得到密文“HWEOLRLOLD”。

以下是使用C语言实现矩阵换位法置换密码的代码：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

#define ROW 5   // 矩阵行数
#define COL 3   // 矩阵列数

void encrypt(char *plaintext, char *key, char *ciphertext);
void fill_matrix(char matrix[][COL], char *plaintext, char *key);
void read_matrix_by_row(char matrix[][COL], char *ciphertext);
void read_matrix_by_col(char matrix[][COL], char *ciphertext);

int main()
{
    char plaintext[100], key[COL];
    char ciphertext[ROW * COL + 1];

    // 获取明文和密钥
    printf("请输入明文：");
    scanf("%s", plaintext);
    printf("请输入密钥（例如：3 2 1 5 4）：");
    scanf("%s", key);

    // 加密并输出密文
    encrypt(plaintext, key, ciphertext);
    printf("密文为：%s\n", ciphertext);

    return 0;
}

// 加密函数
void encrypt(char *plaintext, char *key, char *ciphertext)
{
    char matrix[ROW][COL];

    // 填充矩阵
    fill_matrix(matrix, plaintext, key);

    // 按行顺序读取矩阵中的元素
    read_matrix_by_row(matrix, ciphertext);

    // 按列顺序读取矩阵中的元素
    // read_matrix_by_col(matrix, ciphertext);
}

// 将明文填充到矩阵中
void fill_matrix(char matrix[][COL], char *plaintext, char *key)
{
    int i, j, k = 0;

    // 将明文按顺序填充到矩阵中
    for (i = 0; i < ROW; i++)
    {
        for (j = 0; j < COL; j++)
        {
            if (k < strlen(plaintext))
            {
                matrix[i][j] = plaintext[k++];
            }
            else
            {
                matrix[i][j] = ' ';  // 填充空格
            }
        }
    }

    // 根据密钥确定填充元素的顺序
    for (j = 0; j < COL; j++)
    {
        int index = key[j] - '0' - 1;   // 密钥从1开始，需要减1调整为从0开始

        // 将第index列移动到第j列
        for (i = 0; i < ROW; i++)
        {
            char temp = matrix[i][j];
            matrix[i][j] = matrix[i][index];
            matrix[i][index] = temp;
        }
    }
}

// 按行顺序读取矩阵中的元素
void read_matrix_by_row(char matrix[][COL], char *ciphertext)
{
    int i, j, k = 0;

    for (i = 0; i < ROW; i++)
    {
        for (j = 0; j < COL; j++)
        {
            ciphertext[k++] = matrix[i][j];
        }
    }
    ciphertext[k] = '\0';
}

// 按列顺序读取矩阵中的元素
void read_matrix_by_col(char matrix[][COL], char *ciphertext)
{
    int i, j, k = 0;

    for (j = 0; j < COL; j++)
    {
        for (i = 0; i < ROW; i++)
        {
            ciphertext[k++] = matrix[i][j];
        }
    }
    ciphertext[k] = '\0';
}

运行程序后，输入明文和密钥，即可得到对应的密文。