现代密码学实验:C++实现仿射与频率分析

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在现代密码学实验中,学生们通过实际操作来深入理解密码学的基本原理和算法。本次实验的主要内容围绕古典密码展开,特别是仿射变换(Affine)加密和解密过程。仿射变换是一种简单的替换密码方法,其加密规则基于字母表的线性变换,其中涉及两个关键参数a和b,需满足gcd(a,26)=1,确保算法的可行性。 实验的第一部分要求学生用C/C++语言编写仿射变换的加解密程序。这不仅锻炼了编程技能,也使他们理解明文(plaintext)、密文(ciphertext)以及加密密钥和解密密钥的概念。实验中还涉及到对英文文本进行加密,然后通过统计分析密文中的字母频率,与原文本进行比较,以揭示加密后的规律。 实验设计还包括统计26个英文字母出现的频率,这个步骤旨在让学生熟悉数据处理和概率计算,通过读取文本文件并分析每个字母的出现次数,计算其在文本中的占比。这有助于理解加密过程中信息隐藏和混淆的原理。 放射变换的加密和解密图像是实验的重要组成部分,虽然这部分具体内容未给出,但可以推测它展示了仿射变换的具体步骤,可能是通过矩阵或模运算来实现的。 实验要求加/解密程序能够处理所有符合条件的a和b值,确保了算法的通用性和正确性。实验的目的是帮助大三信息技术科学专业的学生王尔林巩固理论知识,并通过实践操作提升密码学的理解和应用能力。 整个实验项目的实施将对学生的理论学习与实际操作结合起到了桥梁作用,通过完成此类实验,他们不仅能掌握基本的密码学技术,还能培养解决问题的能力和团队协作精神。此外,实验报告的成绩评定也是对学生实验过程和理解深度的考核,确保了教学效果的质量。