vigenere加密算法公示

时间: 2023-08-24 19:11:51 浏览: 84

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Vigenère密码是一种历史悠久的加密方法，源自16世纪，由Blaise de Vigenère发明。它使用一种称为“多表密码”的技术，基于凯撒密码的原理，并通过多个字母表进行位移来提高安全性。在C++中实现Vigenère密码系统涉及到字符串操作、循环和模运算等多个编程概念。在C++中，Vigenère加密的基本步骤如下： 1. **定义字母表**：我们需要定义一个包含所有26个英文大写字母的字符数组，用作字母表。例如： ```cpp char alphabet[] = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"; ``` 2. **密钥处理**：Vigenère密码的关键是密钥，它与明文长度相同或短于明文。如果密钥较短，则重复使用直到覆盖整个明文。在C++中，可以创建一个函数来处理密钥，使其与明文等长： ```cpp std::string padKey(std::string key, std::string plaintext) { while (key.length() < plaintext.length()) { key += key; } return key.substr(0, plaintext.length()); } ``` 3. **加密过程**：对每个明文字母，我们找到其在字母表中的位置（A=0，B=1，...，Z=25），然后加上密钥字母的位置（同样对26取模），得到的结果就是密文字母的位置。这里需要考虑字母大小写和非字母字符的处理。以下是一个简单的加密函数示例： ```cpp char encryptChar(char plain, char key) { int pIndex = (plain >= 'A' && plain <= 'Z') ? (plain - 'A') : (plain - 'a'); int kIndex = (key >= 'A' && key <= 'Z') ? (key - 'A') : (key - 'a'); int cIndex = (pIndex + kIndex) % 26; return (cIndex <= 25) ? (cIndex + 'A') : (cIndex - 26 + 'A'); } ``` 4. **整体加密**：遍历明文字符串，对每个字符应用加密函数，存储结果到新的字符串中。同时，处理密钥和明文的同步移动： ```cpp std::string vigenereEncrypt(std::string plaintext, std::string key) { key = padKey(key, plaintext); std::string ciphertext = ""; for (size_t i = 0; i < plaintext.length(); ++i) { ciphertext += encryptChar(plaintext[i], key[i]); } return ciphertext; } ``` 5. **解密过程**：解密是加密的逆过程，即减去密钥字母的位置（同样对26取模）： ```cpp char decryptChar(char cipher, char key) { int cIndex = (cipher >= 'A' && cipher <= 'Z') ? (cipher - 'A') : (cipher - 'a'); int kIndex = (key >= 'A' && key <= 'Z') ? (key - 'A') : (key - 'a'); int pIndex = (cIndex - kIndex + 26) % 26; return (pIndex <= 25) ? (pIndex + 'A') : (pIndex - 26 + 'A'); } std::string vigenereDecrypt(std::string ciphertext, std::string key) { key = padKey(key, ciphertext); std::string plaintext = ""; for (size_t i = 0; i < ciphertext.length(); ++i) { plaintext += decryptChar(ciphertext[i], key[i]); } return plaintext; } ``` 在"Vigenere_Cripto_Sandu.cpp"文件中，可能包含了上述C++实现的完整代码，包括输入输出处理，以便用户可以输入明文和密钥，然后进行加密和解密操作。该程序可能还包含错误检查和用户友好的交互界面。理解Vigenère密码的实现有助于深入学习古典密码学，以及C++编程中字符串处理、循环控制、字符编码等基础知识。尽管Vigenère密码在当时被认为是安全的，但随着密码分析技术的发展，它已不再适用于现代加密需求，因为它的安全性主要依赖于密钥的保密性。对于现代通信，我们通常会使用更复杂的加密算法，如AES（高级加密标准）。

vigenere加密算法的公式可以表示为：C(i) = (K(i) + P(i)) mod N，其中K、C、P分别代表的是密钥空间、密文空间、消息(明文)空间。[3]在这个公式中，C(i)表示密文中第i个字符，K(i)表示密钥中第i个字符，P(i)表示明文中第i个字符，N表示字符的总数。具体地，加密过程是将明文字符和密钥字符相加，然后取模N得到密文字符。而解密过程则是将密文字符和密钥字符相减，然后取模N得到明文字符。[1][2]

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