可以提供一个C语言编写的文本加密代码吗,基于Hill算法,密钥要可变的那种
时间: 2024-02-11 15:08:14 浏览: 159
当然可以,以下是一个基于Hill算法的文本加密程序,可以根据输入的密钥进行加密和解密,密钥是可变的。注意,本程序仅供学习和研究使用,不得用于非法用途。
```
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#define MAX_LEN 1024
/* 矩阵乘法 */
void matrix_multiply(int *mat1, int *mat2, int *result, int n) {
int i, j, k;
for (i = 0; i < n; i++) {
for (j = 0; j < n; j++) {
result[i * n + j] = 0;
for (k = 0; k < n; k++) {
result[i * n + j] += mat1[i * n + k] * mat2[k * n + j];
}
}
}
}
/* 求解矩阵的行列式 */
int matrix_determinant(int *mat, int n) {
int i, j, k;
int det = 0;
int submat[MAX_LEN * MAX_LEN];
if (n == 1) {
det = mat[0];
} else if (n == 2) {
det = mat[0] * mat[3] - mat[1] * mat[2];
} else {
for (i = 0; i < n; i++) {
for (j = 1; j < n; j++) {
for (k = 0; k < n; k++) {
if (k < i) {
submat[(j-1)*n+k] = mat[j*n+k];
} else if (k > i) {
submat[(j-1)*n+k-1] = mat[j*n+k];
}
}
}
det += mat[i] * pow(-1, i) * matrix_determinant(submat, n-1);
}
}
return det;
}
/* 求解矩阵的伴随矩阵 */
void matrix_adjoint(int *mat, int *adj, int n) {
int i, j, k, l;
int submat[MAX_LEN * MAX_LEN];
for (i = 0; i < n; i++) {
for (j = 0; j < n; j++) {
for (k = 0; k < n; k++) {
for (l = 0; l < n; l++) {
if (k < i) {
if (l < j) {
submat[k*n+l] = mat[k*n+l];
} else if (l > j) {
submat[k*n+l-1] = mat[k*n+l];
}
} else if (k > i) {
if (l < j) {
submat[(k-1)*n+l] = mat[k*n+l];
} else if (l > j) {
submat[(k-1)*n+l-1] = mat[k*n+l];
}
}
}
}
adj[i*n+j] = pow(-1, i+j) * matrix_determinant(submat, n-1);
}
}
/* 转置伴随矩阵 */
for (i = 0; i < n; i++) {
for (j = i+1; j < n; j++) {
k = adj[i*n+j];
adj[i*n+j] = adj[j*n+i];
adj[j*n+i] = k;
}
}
}
/* 求解矩阵的逆矩阵 */
void matrix_inverse(int *mat, int *inv, int n) {
int det = matrix_determinant(mat, n);
int adj[MAX_LEN * MAX_LEN];
int i;
if (det == 0) {
printf("矩阵不可逆!\n");
return;
}
matrix_adjoint(mat, adj, n);
for (i = 0; i < n*n; i++) {
inv[i] = adj[i] / det;
}
}
/* 加密算法 */
void encrypt(char *str, int *key, int n) {
int len = strlen(str);
int i;
int mat[MAX_LEN];
int result[MAX_LEN];
int j = 0;
for (i = 0; i < len; i++) {
if (str[i] >= 'a' && str[i] <= 'z') {
mat[j++] = str[i] - 'a';
} else if (str[i] >= 'A' && str[i] <= 'Z') {
mat[j++] = str[i] - 'A';
}
}
while (j % n != 0) {
mat[j++] = 0;
}
for (i = 0; i < j; i += n) {
matrix_multiply(key, mat+i, result, n);
memcpy(mat+i, result, n * sizeof(int));
}
j /= n;
for (i = 0; i < j; i++) {
str[i] = 'A' + mat[i];
}
str[j] = '\0';
}
/* 解密算法 */
void decrypt(char *str, int *key, int n) {
int len = strlen(str);
int i;
int mat[MAX_LEN];
int result[MAX_LEN];
int j = 0;
for (i = 0; i < len; i++) {
if (str[i] >= 'A' && str[i] <= 'Z') {
mat[j++] = str[i] - 'A';
}
}
for (i = 0; i < j; i += n) {
matrix_multiply(key, mat+i, result, n);
memcpy(mat+i, result, n * sizeof(int));
}
for (i = 0; i < j; i++) {
str[i] = 'a' + mat[i];
}
str[j] = '\0';
}
/* 主函数 */
int main() {
char str[MAX_LEN];
int key[MAX_LEN];
int inv[MAX_LEN];
int n;
int i, j;
int k = 0;
printf("请输入要加密的字符串:\n");
fgets(str, MAX_LEN, stdin);
printf("请输入矩阵的阶数 n:\n");
scanf("%d", &n);
printf("请输入密钥矩阵:\n");
for (i = 0; i < n; i++) {
for (j = 0; j < n; j++) {
scanf("%d", &key[i*n+j]);
}
}
matrix_inverse(key, inv, n);
printf("请选择操作:\n");
printf("1. 加密\n");
printf("2. 解密\n");
scanf("%d", &k);
if (k == 1) {
encrypt(str, key, n);
printf("加密后的字符串为:%s\n", str);
} else if (k == 2) {
decrypt(str, inv, n);
printf("解密后的字符串为:%s\n", str);
} else {
printf("无效操作!\n");
}
return 0;
}
```
这个程序使用了多个函数,其中 `matrix_multiply()` 函数实现了矩阵乘法,`matrix_determinant()` 函数实现了矩阵的行列式求解,`matrix_adjoint()` 函数实现了矩阵的伴随矩阵求解,`matrix_inverse()` 函数实现了矩阵的逆矩阵求解,`encrypt()` 函数实现了加密算法,`decrypt()` 函数实现了解密算法。
在程序中,可以输入要加密的字符串、矩阵的阶数 n 和密钥矩阵,然后选择加密或解密操作,程序会根据输入的信息进行相应的操作。
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