现代密码学实验题目代码doc.docx
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现代密码学实验题目代码doc
****大学
学生实验报告
实验课程名称现代密码学
学院**年级**专业班*********
学生姓名*******学号********
开课时间200-至200-学年第二学期
总成绩
教师签名
实验项目
名称
实验一、古典密码（认识密码学）
成绩
一、实验目的
通过实现简单的古典密码算法，理解密码学的相关概念如明文（plaintext）、密文（ciphertext）、加密密钥（encryptionkey）、解密密钥（decryptionkey）、加密算法（encryptionalgorithm）、解密算法（decryptionalgorithm）等。
二、实验内容
1）用C\C++语言实现仿射变换（Affine）加/解密算法；2）用C\C++语言实现统计26个英文字母出现的频率的程序；3）利用仿射变换加/解密程序对一段较长的英文文章进行加密，再利用统计软件对明文和密文中字母出现的频率进行统计并作对比，观察有什么规律。
放射变换：
加密：
解密：
其中a,b为密钥，
，且gcd（a,26）=1
实验要求：
加/解密程序对任意满足条件的a、b都能够处理。
三、实验步骤
（1）统计26个英文字母出现的频率的程序
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
voidmain（）{
ifstreamin（"a.txt"）;
vectors;
vectorn（26,0）;
for（inti=0;i<26;++i）
s.push_back（97+i）;
for（charx;in>>x;）
for（inti=0;i<26;++i）
if（int（x）==s[i]）{
n[i]++;}
floatsum=0.0;
for（intj=0;j<26;++j）
sum+=n[j];
cout<<"统计结果如下：
"<for（intk=0;k<26;++k）{
//n[k]=n[k]/sum;
cout<<''<"<//cout<}
（2）仿射变换加/解密程序对一段较长的英文文章进行加密
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
//////////判断两个数是不是互素（辗转相除）////////
boolgcd（inta）{
intf=26,g,r;
g=a;
do{
r=f%g;
f=g;
g=r;
}while（r）;
if（f==1）
return1;
else
return0;
}
//////////////////求逆//////
intinv（inta）{
intx,i;
for（i=1;i<=30;++i）
if（（26*i+1）%a==0）
{
x=（26*i+1）/a;break;}
returnx;
}//////////////////////////////////////////////////////////
voidmain（）{
cout<<"请你选择操作密码的方式:
"<intz;
cin>>z;
if（z==0||z==1）
{
//////////////////////////////////////////
cout<<"请输入密钥a和b：
"<inta,b;
cin>>a>>b;
if（（a<1||a>25）||（b<0||b>25））
cout<<"a，b的输入范围有错！
"<else
if（gcd（a）==0）
cout<<"密钥a有误，与26不互素"<else
{
if（z==0）////加密算法
{
ifstreamin（"a.txt"）;
ofstreamout（"b.txt"）;
vectors;
for（charx;in>>x;）
s.push_back（int（x））;
for（inti=0;i{
s[i]=（a*（s[i]-97）+b）%26;
out<}out<明文请见“b.txt”"<}
else////解密算法
{
ifstreamin（"b.txt"）;
ofstreamout（"a.txt"）;
vectors;
for（charx;in>>x;）
s.push_back（int（x））;
for（inti=0;i{
s[i]=inv（a）*（s[i]-97-b+26）%26;
out<}out<密文请见“a.txt”"<}
}
////////////////////////////////////////
}
else
cout<<"所选操作无效！
"<}
}四、实验结果及分析
该程序是对文件进行操作，结果如下：
（1）统计26个英文字母出现的频率的程序
（2）仿射变换加/解密程序对一段较长的英文文章进行加密
下面是文本内容：
实验项目
名称
实验二、流密码（认识LFSR及流密码）
成绩
一、实验目的
通过实现简单的线性反馈移位寄存器（LFSR），理解LFSR的工作原理、本原多项式重要意义。
二、实验内容
1）利用C\C++语言实现LFSR（其中LFSR已给定）；2）通过不同初始状态生成相应的序列，并观察他们的周期有什么特点；3）利用生成的序列对文本进行加/解密（按对应位作模2加运算）。
其中的LFSR为：
三、实验步骤
#include
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
voidmain（）
{
///下面是密钥的产生/////////////
inta[31]={1,1,0,0,1};
for（intk=5;k<31;++k）
a[k]=（a[k-2]+a[k-5]）%2;
cout<<"密钥如下:
"<for（intjj=0;jj<31;++jj）
cout<cout<//////////////////////
inti=0,key;
cout<<"请选择操作方式:
1-加密2-解密"<cin>>key;
vectors,ss;
if（key==1||key==2）
{
if（key==1）
{cout<<"加密成功，密文见out.txt"<ifstreamin（"in.txt"）;
ofstreamout（"out.txt"）;
charc;
while（in>>c）
{
intsum=0;
for（intj=0;j<8;++j）
sum+=pow（2,7-j）*a[（i+j）%31];
if（i+j>32）
i=（i+j-1）%31+1;
else
i=i+8;
s.push_back（（int（c））^sum）;
}
for（intkk=0;kk{
out<}
}
if（key==2）
{
cout<<"解密成功，明文见in.txt"<ifstreamin（"out.txt"）;
ofstreamout（"in.txt"）;
charc;
while（in>>c）
{
intsum=0;
for（intj=0;j<8;++j）
sum+=pow（2,7-j）*a[（i+j）%31];
if（i+j>32）
i=（i+j-1）%31+1;
else
i=i+8;
s.push_back（（int（c））^sum）;
}
for（intkk=0;kk{
out<}
}
////////////
}
else
cout<<"操作无效！
"<}
四、实验结果及分析
在“in.txt”中输入如下内容：
实验结果如下：
得到密文“out.txt”如下：
实验项目
名称
实验三、流密码（生成非线性序列）
成绩
一、实验目的
以LFSR序列为基础，生成非线性序列，并利用该序列对文件进行加密、解密。
二、实验内容
1）利用C\C++实现Geffe序列生成器及J-K触发器；2）利用生成的非线性序列对文件进行加密、解密（按对应位作模2加运算）。
三、实验步骤
#include
usingnamespacestd;
//returnnextstate
unsignedcharfn_feedback（unsignedcharn,
unsignedcharc,
unsignedcharcurr_state）
{
unsignedchart=c&curr_state;
unsignedchars=t&（unsignedchar）128;//getfirstbit
for（inti=1;i{
s=s^（（t<}
return（unsignedchar）（（curr_state<<1）|（s>>（n-1）））;//returnnextstate
}
voidlfsr_output_byte（intn,
unsignedcharc,
unsignedcharinit_state,
unsignedcharoutput_bytes[],
intbyte_length）
{
unsignedcharnext_s
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