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使用Playfair密码变种加密字符串

2012-04-15 23:16 274 查看
一种Playfair密码变种加密方法如下:首先选择一个密钥单词(称为pair)(字母不重复,且都为小写字母),然后与字母表中其他字母一起填入至一个5x5的方阵中,填入方法如下:

1.首先按行填入密钥串。

2.紧接其后,按字母序按行填入不在密钥串中的字母。

3.由于方阵中只有25个位置,最后剩下的那个字母则不需变换。

如果密钥为youandme,则该方阵如下:

y o u a n

d m e b c

f g h i j

k l p q r

s t v w x

在加密一对字母时,如am,在方阵中找到以这两个字母为顶点的矩形(红色字体):

y o u a n

d m e b c

f g h i j

k l p q r

s t v w x

这对字母的加密字母为该矩形的另一对顶点,如本例中为ob。

请设计程序,使用上述方法对输入串进行加密,并输出加密后的串。

另外有如下规定:

1、一对一对取字母,如果最后只剩下一个字母,则不变换,直接放入加密串中;

2、如果一对字母中的两个字母相同,则不变换,直接放入加密串中;

3、如果一对字母中有一个字母不在正方形中,则不变换,直接放入加密串中;

4、如果字母对出现在方阵中的同一行或同一列,如df或hi,则只需简单对调这两个字母,即变换为fd或ih;

5、如果在正方形中能够找到以字母对为顶点的矩形,假如字母对为am,则该矩形的另一对顶点字母中,与a同行的字母应在前面,在上例中应是ob;同样若待变换的字母对为ta,则变换后的字母对应为wo;

6、本程序中输入串均为小写字母,并不含标点、空格或其它字符。

解密方法与加密相同,即对加密后的字符串再加密,将得到原始串。

要求输入形式如下:

从控制台输入两行字符串,第一行为密钥单词(长度小于等于25),第二行为待加密字符串(长度小于等于50),两行字符串末尾都有一个回车换行符,并且两行字符串均为小写字母,不含其它字符。

在标准输出上输出加密后的字符串。

例如,若输入:

youandme

welcometohangzhou

则表示输入的密钥单词为youandme,形成的正方形如上所示;待加密字符串为welcometohangzhou。在正方形中可以找到以第一对字母we为顶点的矩形,对应另一对顶点字母为vb,因此加密后为vb,同理可找到与字母对lc,et,oh,ho对应的顶点字母对。而字母对om位于上述正方形中的同一列,所以直接以颠倒这两个字母来加密,即为mo,字母对an同理。字母对gz中的z不在上述正方形中,因此原样放到加密串中。最后剩一个字母u也原样输出。

因此输出的结果为:

vbrmmomvugnagzguu

#include <stdio.h>

#define N 5		//方阵大小
char c

;	//方阵

void init(char key[]);
void local(char s,int *x,int *y);
void fun(char str[50],char after[50]);

void main()
{
//int i,j;
char pair[25];			//密钥
char s[50],a[50];		//要加密的字符串和加密以后的字符串
printf("请输入\n");
scanf("%s",pair);
scanf("%s",s);
init(pair);				//初始化密钥
fun(s,a);				//加密
/*
for (i = 0;i < N; ++i)
{
for (j = 0;j < N; ++j)
{
printf("%c ",c[i][j]);
}
printf("\n");
}
*/
printf("加密后:\n%s\n",a);

}

//加密函数
void fun(char str[50],char after[50])
{
char *s,*saf;			//指向加密字符串和加密以后字符串的指针
int x1,y1,x2,y2;		//用于记录字符的坐标
s = str;
saf = after;
//当字符个数大于2时
while(*s != '\0' && *(s + 1) != '\0')
{
//一对字母中的两个字母相同,则不变换,直接放入加密串中
if (*s == *(s + 1))
{
*saf++ = *s++;
*saf++ = *s++;
}
//或的两个字符的坐标
local(*s,&x1,&y1);
s++;
local(*s,&x2,&y2);
s++;
//一对字母中有一个字母不在正方形中,则不变换,直接放入加密串中
if (-1 == x1 || -1 == x2)
{
*saf++ = *(s - 2);
*saf++ = *(s - 1);
}
//如果字母对出现在方阵中的同一行或同一列,则只简单对调这两个字母
else if (x1 == x2 || y1 == y2)
{
*saf++ = *(s - 1);
*saf++ = *(s - 2);
}
//如果在正方形中能够找到以字母对为顶点的矩形,则这对字母的加密字母为该矩形的另一对顶点
else
{
*saf++ = c[y1][x2];
*saf++ = c[y2][x1];
}
}
//最后只剩下一个字母,则不变换,直接放入加密串中
if (*s != '\0' && *(s + 1) == '\0')
{
*saf++ = *s;
}
//给加密以后的字符串添加结束的标志
*saf = '\0';
}

//初始化方阵
void init(char key[])
{
int i,p;
char *t;
char x;
p = 0;
t = &c[0][0];
//按行填入密钥串
while (key[p] != '\0')
{
*t = key[p];
t++;
p++;
}
//紧接其后,按字母序按行填入不在密钥串中的字母
i = p;
for (x = 'a';x <= 'z'; ++x)
{
for (p = 0;key[p] != '\0' && key[p] != x; ++p);
if (p == i)
{
if(t != &c[0][0] + 25)		//判断方阵是否已满,不满时则插入
{
*t = x;
t++;
}
}
}
}

//定位字符位置
void local(char s,int *x,int *y)
{
//查询字符s在方阵中的位置
int i,j;
for (i = 0;i < N; ++i)
{
for (j = 0;j < N; ++j)
{
if (c[i][j] == s)
{
*x = j;
*y = i;
return;
}
}
}
//s不在方阵中时,则将s的位置设为(-1,-1)
*x = -1;
*y = -1;
}
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