仿射密码解密算法C语言,二古典密码算法Playfair密码.DOC

对于仿射密码解密算法，我们需要先了解仿射密码的加密过程：

- 明文中的每个字母都被映射到一个数字，比如 A 映射到 0，B 映射到 1，以此类推。
- 对于每个字母，我们先用一个乘法因子 a 将其乘上，再加上一个偏移量 b，最后对 26 取模。
- 加密后的数字再映射回字母即可得到密文。

因此，仿射密码的解密过程就是先将密文中的每个字母映射回数字，然后通过乘法逆元和减法得到加密时的数字，再映射回明文。

下面是一个简单的 C 语言实现：

#include <stdio.h>

int mod_inverse(int a, int m) {
    // 通过扩展欧几里得算法求乘法逆元
    int x0 = 1, x1 = 0, y0 = 0, y1 = 1;
    while (m != 0) {
        int q = a / m;
        int tmp = m;
        m = a % m;
        a = tmp;
        tmp = x1;
        x1 = x0 - q * x1;
        x0 = tmp;
        tmp = y1;
        y1 = y0 - q * y1;
        y0 = tmp;
    }
    return x0;
}

int main() {
    char ciphertext[] = "KHOOR ZRUOG";
    int a = 5, b = 8, m = 26; // 加密时的乘法因子和偏移量
    int a_inv = mod_inverse(a, m);
    for (int i = 0; ciphertext[i] != '\0'; i++) {
        if (ciphertext[i] == ' ') {
            printf(" ");
        } else {
            int c = ciphertext[i] - 'A';
            int p = (a_inv * (c - b + m)) % m;
            printf("%c", 'A' + p);
        }
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

对于 Playfair 密码，其加密过程如下：

- 将明文分成成对的字母，如果有成对的字母相同，插入一个填充字母，比如 X。
- 对于每一对字母，如果它们在同一行或同一列，将它们分别替换为同一行或同一列中的下一个字母（循环），否则将它们替换为它们所在行列的另外一个字母。
- 将替换后的字母拼接在一起即为密文。

因此，Playfair 密码的解密过程就是先将密文分成成对的字母，然后根据加密时的规则逆向替换回明文。

下面是一个简单的 C 语言实现：

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

int find_row(char c, char key[5][5]) {
    // 找到字母所在的行
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        for (int j = 0; j < 5; j++) {
            if (key[i][j] == c) {
                return i;
            }
        }
    }
    return -1;
}

int find_col(char c, char key[5][5]) {
    // 找到字母所在的列
    for (int j = 0; j < 5; j++) {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            if (key[i][j] == c) {
                return j;
            }
        }
    }
    return -1;
}

char decrypt_char(char c1, char c2, char key[5][5]) {
    if (c1 == c2) {
        // 填充字母，直接返回
        return c1;
    }
    int row1 = find_row(c1, key), col1 = find_col(c1, key);
    int row2 = find_row(c2, key), col2 = find_col(c2, key);
    if (row1 == row2) {
        // 同一行，向左替换
        col1 = (col1 - 1 + 5) % 5;
        col2 = (col2 - 1 + 5) % 5;
        return key[row1][col1] * 26 + key[row2][col2];
    } else if (col1 == col2) {
        // 同一列，向上替换
        row1 = (row1 - 1 + 5) % 5;
        row2 = (row2 - 1 + 5) % 5;
        return key[row1][col1] * 26 + key[row2][col2];
    } else {
        // 不在同一行列，替换为对角线上的字母
        return key[row1][col2] * 26 + key[row2][col1];
    }
}

int main() {
    char ciphertext[] = "BG AJ ZA KA";
    char key[5][5] = {
        {'B', 'G', 'A', 'F', 'H'},
        {'C', 'D', 'E', 'K', 'L'},
        {'M', 'N', 'O', 'P', 'Q'},
        {'R', 'S', 'T', 'U', 'V'},
        {'W', 'X', 'Y', 'Z', 'I'}
    };
    for (int i = 0; ciphertext[i] != '\0'; i += 3) {
        char c1 = ciphertext[i], c2 = ciphertext[i+1];
        char p1 = decrypt_char(c1, c2, key) / 26;
        char p2 = decrypt_char(c1, c2, key) % 26;
        printf("%c%c", p1 + 'A', p2 + 'A');
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

注意，这里我们将两个字母替换为一个数字，以便于存储和处理。在实际使用中，我们可以使用一个结构体来表示一个字母对，比如：

struct LetterPair {
    char c1;
    char c2;
};

// 或者使用一个整数来表示一个字母对，比如：
// int pair = (c1 - 'A') * 26 + (c2 - 'A');
// char c1 = pair / 26 + 'A';
// char c2 = pair % 26 + 'A';