课程设计电文加密.docx
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课程设计电文加密
数据结构课程设计任务书
学院名称：
数学与计算机学院课程代码：
_________________
专业：
年级：
一、设计题目：
电文的加密问题
二、主要内容
电文（字符串）加密，形成密码文（字符串）的问题。
假定原文为C1C2C3……Cn，加密后产生的密文为S1S2S3……Sn。
首先读入一个正整数Key（大于1）作为加密钥匙并将密文字符位置按顺时针方向连成一个环（双向循环链表）。
加密时从S1位置起顺时针方向计数，当数到第Key个字符位置时将原文中的字符C1放入该密文字符位置，同时从环中除去该字符位置。
接着，从环中下一个字符位置起继续计数，当再次数到第Key个字符位置时，将原文中的C2放入其中同时除去此位置……，类推，直至n个原文字符全部放入密文环中。
由些产生的S1S2S3……Sn即为原文的密文。
三、具体要求及提交的材料
1．做好设计计划，认真查阅相关资料，完成程序设计及调试；
2．按《课程设计说明书_实例模板》完成课程设计说明书的撰写；
3．设计结束后，必须上交如下材料：
（1）《课程设计说明书（报告）》打印稿一份；
（2）课程设计说明书及源代码电子文档
四、主要技术路线提示
认真分析系统功能需求，拟定设计方案和程序框架，查阅相关资料，完成算法设计和程序调试。
五、进度安排
共计两周时间，建议进度安排如下：
1．选题，应该在上机实验之前完成
2．需求分析、方案拟定、程序框架思考可分配4学时
3．详细的程序设计可分配8学时
4．调试和分析可分配8学时。
可以有2学时的机动，即提前完成设计任务的学生可提前安排程序验收和答辩
六、推荐参考资料
1.冯博琴等编著，《软件技术基础》（修改版），西安交通大学出版社，1997
2.严蔚敏等著，《数据结构》，清华大学出版社，2003
3.李芸芳等著，《软件技术基础》（第二版），清华大学出版社，2000
4.徐孝凯等著，《数据结构（C语言描述）》，清华大学出版社，2004
指导教师签名日期年月日
系主任审核日期年月日
摘要………………………………………………………………………………1
1引言……………………………………………………………………………2
2设计方案………………………………………………………………………3
2.1整体方案设计………………………………………………………………3
2.2电文存储……………………………………………………………………4
2.4.构建双向循环链表…………………………………………………………5
2.4电文转换密文………………………………………………………………6
2.5主函数main…………………………………………………………………7
3程序演示………………………………………………………………………8
总结………………………………………………………………………………10
致谢………………………………………………………………………………11
参考文献…………………………………………………………………………12
附录………………………………………………………………………………13
摘要
学习C语言和数据结构的知识，可以让我们对程序设计语言的理解和运用深刻化、时代化。
课程设计是我们从理论走向实践的桥梁，是锻炼我们运用理论知识能力的良机。
随着计算机的普及，社会信息量的与日俱增，信息安全和个人隐私的注重受到越来越多的人的关注，其数量规模比以前任何时候都大，无论个人还是公司乃至整个国家信息安全都显得越来越重要，一旦隐私泄露可能会造成不可估量的损失。
如何使自己的信息更加安全方便快捷也成了人们追求的目标，并且急需这样的软件来完成更多的功能。
针对平时信息处理的重要程度，该软件主要是提供了电文加密的功能，将所发的信息转换成密文，以确保其安全。
关键词：
电文加密，信息安全，隐私
1引言
1.1问题的提出
以前的操作系统等系统软件主要是由汇编语言编写的（包括ＵＮＩＸ操作系统在内）。
由于汇编语言依赖于计算机硬件，程序的可读性和可移植性都比较差。
为了提高可读性和可移植性，最好改用高级语言，但一般高级语言难以实现汇编语言的某些功能（汇编语言可以直接对硬件进行操作，例如，对内存地址的操作、位操作等）。
人们设想能否找到一种既具有一般高级语言特性，又具有低级语言特性的语言，集它们的优点于一身。
于是，Ｃ语言就在这种情况下应运而生了。
1.2C语言
C语言既有高级语言的特点，又具有汇编语言的特点；既是一个成功的系统设计语言，有时一个使用的程序设计语言；既能用来编写不依赖计算机硬件的应用程序，又能用来编写各种系统程序；是一种受欢迎、应用广泛的程序设计语言。
1.3C语言发展过程
1973年，美国贝尔实验室的D.M.RITCHIE在B语言的基础上最终设计出了一种新的语言，他取了BCPL的第二个字母作为这种语言的名字，这就是C语言。
1977年DennisM.Ritchie发表了不依赖于具体机器系统的C语言编译文本《可移植的C语言编译程序》。
1978年BrianW.Kernighian和DennisM.Ritchie出版了名著《TheCProgrammingLanguage》，从而使C语言成为目前世界上流行最广泛的高级程序设计语言。
1.4任务与分析
电文（字符串）加密，形成密码文（字符串）的问题。
假定原文为C1C2C3……Cn，加密后产生的密文为S1S2S3……Sn。
首先读入一个正整数Key（大于1）作为加密钥匙并将密文字符位置按顺时针方向连成一个环（双向循环链表）。
加密时从S1位置起顺时针方向计数，当数到第Key个字符位置时将原文中的字符C1放入该密文字符位置，同时从环中除去该字符位置。
接着，从环中下一个字符位置起继续计数，当再次数到第Key个字符位置时，将原文中的C2放入其中同时除去此位置……，类推，直至n个原文字符全部放入密文环中。
由些产生的S1S2S3……Sn即为原文的密文。
2设计方案
2.1整体设计方案
此课题是研究电文加密的问题，将明文转换成密文，以实现信息安全。
为了直观和方便，画出流程图如下图1：
图1程序总的流程图
该流程图很直观的描述了整个程序运行过程。
2.2电文存储
用户输入的电文和转换后的密文都需要存储；我们就要用相应的程序去实现这个过程,这才是我们最后的目的。
#include
#include
#include
//头文件
typedefstructnode
{
charch;
structnode*forward;/*链接下一节点*/
structnode*backward;/*链接前一节点*/
}CODE;
//定义双链表，用于存储密文
charocode[256];
intkey,num=0;
printf（"输入原文字符串:
"）;
while（num<255&&（ocode[num++]=getchar（））!
='\n'）;
ocode[（num==255）?
num:
num-1]='\0';
//输入电文
ncode=（char*）malloc（（length+1）*sizeof（char））;
for（i=0;i{ncode[i]=loop[i].ch;
ncode[length]='\0';
returnncode;}
//定义线性表，用于存储电文
2.3构建双向循环链表
将密文字符位置按顺时针方向连成一个环，用双向循环链表操作存储。
char*decode（char*ocode,intkey）
{
char*ncode;
intlength,count,i;
CODE*loop,*p;
length=strlen（ocode）;
loop=（CODE*）malloc（length*sizeof（CODE））;
//动态分配密文环
for（i=0;i{
loop[i].forward=&loop[i+1];
loop[i].backward=&loop[i-1];
}
//构建双链表
loop[0].backward=&loop[length-1];
loop[0].forward=&loop[1];
loop[length-1].forward=&loop[0];
loop[length-1].backward=&loop[length-2];
//双向循环链表
2.4电文转换密文
for（p=loop,i=0;i{
for（count=1;countp=p->forward;
//从loop[0]位置起顺时针方向计数，数到第Key个字符位置
p->ch=*ocode++;
//将原文中的字符C1放入该密文字符位置
p->backward->forward=p->forward;
p->forward->backward=p->backward;
p=p->forward;
//从环中除去该字符位置
}
//产生密文链表
;
2.5主函数main
voidmain（）
{
charocode[256];
intkey,num=0;
printf（"输入电文字符串:
"）;
while（num<255&&（ocode[num++]=getchar（））!
='\n'）;
ocode[（num==255）?
num:
num-1]='\0';
printf（"\n"）;
do
{
printf（"输入加密钥匙Key（大于1整数）:
"）;
scanf（"%d",&key）;
}while（key<=1）;
printf（"\n"）;
printf（"电文：
%s\n",ocode）;
printf（"密文:
%s\n",decode（ocode,key））;
printf（"\n"）;
}
3．程序演示：
对于所有执行过程，通过图片最好说明问题了：
程序开始如图2所示：
图2
输入电文，如图3所示：
图3
按下回车键，接着输入关键字，关键字要是大于1的整数，输入错误会继续提示输入，如图4所示：
图4
输入正确的关键字，假设输入23，如图5所示：
图5
如上图所示，电文为：
Iloveyouforever
密文为：
oveoieuofryervl
整个操作过程就是这样，很简单。
结论
经过一个多星期的上机实践学习，不断的编写，修改，终于完成了这个电文加密课程设计。
通过实践，我也发现我的好多不足之处，对C语言学习平时只是马马虎虎的过去了，真正自己去解决实际问题的时候才会发现自己学的多么糟糕，通过课程设计对自己的编程能力也有所提高；还有对C语言中经常出现的错误也不了解，通过实践，使我在这几个方面的认识有所提高。
在这次课程设计中，我学会了很多东西，比如将学到的知识能综合运用到实践中，通过查资料的学习懂得了很多以前不懂的知识，丰富了我的知识面，在能力上也有很大的提高。
课程设计是一个既考验我们对知识掌握及运用能力，又考验我们写实验报告的逻辑组织能力。
因此通过这次课程设计让我受益匪浅。
在完成这次课程设计的的过程中虽然遇到了些问题，但在老师和同学的帮助下最终完成了这次的任务。
致谢
首先我要感谢老师的耐心指导和帮助，在他的督促下按时完成这个课程设计，并且对于我们提出的各种问题都能依依完整而仔细的回答，直到我们完全明白为止。
再者需要感谢的是教我们数据结构的老师，没有他们的教导就不会知道怎样完成这个课程设计，也不可能有基础来完成此次的课程设计。
整个完成的过程中周围的同学也给了不少帮助，在此真的非常感谢每一位给过我帮助的人!
参考文献
1.谭浩强等.C语言程序设计教程.高等教育出版社.2005
2.李建学等.数据结构课程设计案例精编（用C/C++描述）.清华大学出版.2007
3.严蔚敏等.数据结构（C语言版）.清华大学出版社.2003
4.冯博琴等编著，《软件技术基础》（修改版），西安交通大学出版社，1997
5.李芸芳等著，《软件技术基础》（第二版），清华大学出版社，2000
6.徐孝凯等著，《数据结构（C语言描述）》，清华大学出版社，2004
附录
#include
#include
#include
typedefstructnode
{
charch;
structnode*forward;//链接下一节点
structnode*backward;//链接前一节点
}CODE;
char*decode（char*ocode,intkey）
{
char*ncode;
intlength,count,i;
CODE*loop,*p;
length=strlen（ocode）;
loop=（CODE*）malloc（length*sizeof（CODE））;//动态分配密文环
for（i=0;i{
loop[i].forward=&loop[i+1];
loop[i].backward=&loop[i-1];//双链表
}
loop[0].backward=&loop[length-1];
loop[0].forward=&loop[1];
loop[length-1].forward=&loop[0];//双向循环链表
loop[length-1].backward=&loop[length-2];
for（p=loop,i=0;i{
/*产生密文链表*/
for（count=1;countp=p->forward;//从loop[0]位置起顺时针方向计数，数到第Key个字符位置
p->ch=*ocode++;//将原文中的字符C1放入该密文字符位置
p->backward->forward=p->forward;
p->forward->backward=p->backward;
p=p->forward;//从环中除去该字符位置
}
ncode=（char*）malloc（（length+1）*sizeof（char））;//构造线性表存储密文
for（i=0;incode[i]=loop[i].ch;
ncode[length]='\0';
returnncode;
}
voidmain（）
{
charocode[256];
intkey,num=0;
printf（"输入电文字符串:
"）;
while（num<255&&（ocode[num++]=getchar（））!
='\n'）;
ocode[（num==255）?
num:
num-1]='\0';
printf（"\n"）;
do
{
printf（"输入加密钥匙Key（大于1整数）:
"）;
scanf（"%d",&key）;
}while（key<=1）;
printf（"\n"）;
printf（"电文：
%s\n",ocode）;
printf（"密文:
%s\n",decode（ocode,key））;
printf（"\n"）;
}
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