信息安全基础实验：古典密码算法探索

"《信息安全基础实验指导》是一本实验指导书，主要针对古典密码算法进行讲解和实践。实验包括设计性实验，时长4学时，适用于信息安全专业的学生。实验目的是学习并实现替代密码算法和置换密码算法，以增强对古典密码体制的理解，并为深入学习密码学打下基础。实验要求学生分析这两种算法的功能需求，设计数据结构和流程，编写加密和解密接口，同时提供测试用例和测试步骤。实验中涉及的古典密码算法包括替代密码和置换密码。替代密码有五种形式：单表代替、多名码代替、多音码代替、多表代替，其中多表代替如维吉尼亚密码和博福特密码是重要的例子。" 实验一的核心知识点包括： 1. 古典密码算法：这些是早期的加密技术，主要通过手动或机械方式实现，主要应用于文字信息的加密和解密。 2. 替代密码：这是一种基本的加密方法，通过将明文中的每个字符替换为密文中的其他字符。它包括： - 单表代替：每个明文字母一对一替换为密文字母。 - 多名码代替：一个明文字母可能对应多个密文字母，以减少频繁字符的加密模式。 - 多音码代替：多个明文字母替换为一个密文字符，例如将"i"和"j"替换为"K"。 - 多表代替：使用多个简单的代替表，按顺序或某种规则循环使用，如维吉尼亚密码和博福特密码。 3. 置换密码：不同于替代密码的逐个字符替换，置换密码是将整个明文段落按照一定规则重新排列形成密文，例如凯撒密码是最早的置换密码之一，通过字母表的固定位移来加密。 4. 实验要求：学生需要理解算法原理，设计数据结构和流程，实现加密和解密函数（encrypt() 和 decrypt()），并制定测试策略，包括测试用例和测试步骤。这旨在确保学生能够全面掌握密码算法的实现和应用。 5. 实验教学价值：通过实际操作，学生不仅能理论学习，还能动手实践，加深对古典密码体制的理解，有助于培养解决实际问题的能力，为后续的密码学研究和应用做好准备。