古典密码算法实验：恺撒与维吉尼亚密码详解

信息安全实验指导是一份针对计算机安全与密码学的教学资料，旨在帮助学生通过实践操作深入了解和掌握传统的密码算法。该实验分为两部分：替代密码算法和置换密码算法。 一、实验目的与任务 实验的主要目标是让学生通过编程实现替代密码（如恺撒密码和维吉尼亚密码）和置换密码（如简单置换），这不仅有助于他们理论学习的深化，还为后续深入研究密码学打下坚实的基础。在实践中，学生将亲手构造加密和解密的过程，体验密码技术的历史应用。 二、实验环境 实验需要在具备Windows操作系统和C语言编译环境的PC机上进行，确保学生能在实际环境中熟练操作，编写并测试代码。 1. 替代密码 - 单表替代密码如恺撒密码，以字母表的移位为基础，如明文中的字母H（位置8）加密成L（位置12），使用公式 (m + k) mod n 来计算，k为密钥，n为字母表长度。 - 多表替代密码如维吉尼亚密码，采用一个词组作为密钥，每个字母对应一个替换表，加密时每个明文字母用密钥中对应字母在表中的位置来确定密文。 2. 置换密码 - 这类算法保持字符本身不变，仅改变它们的排列顺序。如简单置换，不涉及字母替换，而是通过某种规则重新组织字符序列。 通过这些实验，学生能够理解古典密码的加密和解密机制，认识到它们在历史上的重要性和局限性，以及现代密码学的发展如何超越了这些传统方法。同时，实际编程过程也能培养学生的逻辑思维、问题解决能力和编程技能。