《MIS系统软件》实验报告操作系统.docx
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《MIS系统软件》实验报告操作系统
学生学号
0120903490***
实验课成绩
学生实验报告书
实验课程名称
MIS系统软件
开课学院
管理学院
指导教师姓名
***
学生姓名
**
学生专业班级
2011
--
2012
学年
第
二
学期
实验项目名称
加密解密算法
实验成绩
实验者
**
专业班级
信管0901班
组别
同组者
无
实验日期
2012年03月07日
第一部分：
实验预习报告
1、实验目的、意义
通过简单的加密解密算法的实现理解系统中加密解密的基本思想，熟练掌握使用C语言基本语句。
2、实验基本原理与方法
①单字母替换加密方法——恺撒密码
加密方法是把英文字母按字母表的顺序编号作为明文，将密钥定为m，加密算法为将明文加上密钥m，得到密码表，通过相反的过程由密文得到明文。
②单字母替换加密方法——单表置换密码
由密钥Key构造字符置换表，完成加密和解密过程。
③多字母替换加密方法——维吉利亚密码
假设明文m=m1m2m3…mn；密钥k=k1k2k3…kn，对应密文c=c1c2c3…cn，密文为：
ci=（mi+ki）mod26，26个字母的序号依次为0~25，ci,mi,,ki是分别是密文明文密钥中第i个字母的序号。
④转换加密方法
通过将明文每m个字符一组按顺序分为若干个字符串，再按照先列后行形成密文，并分析给出解密的方法。
或者通过给出一个密钥字符串，将明文按密钥字符串长度按顺序分为若干组字符串，再按照密钥字符串各个字符的顺序形成密文，并分析给出解密的方法。
3、主要仪器设备及耗材
实验室提供计算机和上网条件，C语言上机环境。
4、实验方案与技术路线（综合性、设计性实验）
第二部分：
实验过程记录
实验原始记录（包括实验数据记录，实验现象记录，实验过程发现的问题等）
1.单表置换：
先选定一个单词，例如BEIJINGTSINGHUA，然后将它排列在密码对照表（两行26列第一行存a到z的字母，第二行存对照的密码）下方，重复出现的字母以第一次现时对应的明文字母为准；后面以该单词中未出现的字母按顺序排列备齐，生成一个密码，然后可以用此密码本进行加密或解密。
加密过程：
首先输入加密明文如important，然后输入密钥如BEIJINGTSINGHUA。
再然后建立临时密码表如下：
（上一行是字母，下一行是密码）
之后，将important对照第一行的相应密匙如i对应H，依次输出。
结果应为HDLKOQBFQ；
解密过程：
首先输入密文如HDLKOQBFQ，然后输入密匙BEIJINGTSINGHUA。
同理加密过程，可以对照密码表依次找到密文中对应的原文。
结果应为important。
2.凯撒密码：
把英文字母按字母表的顺序编号作为明文，将密钥定为m，加密算法为将明文加上密钥m，得到密码表，通过相反的过程由密文得到明文。
加密过程：
首先输入明文为Thisisasecret,然后输入密钥9，之后同样会形成两行对应的同1方法一样的密码表：
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
N
O
P
Q
R
S
T
U
V
W
X
Y
Z
X
Y
Z
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
N
O
P
Q
R
S
T
U
V
W
之后，将自动输出加密后的密文，结果为：
cqrb!
rb!
j!
bnlanc；
解密过程：
输入需要解密的密文如：
cqrb!
rb!
j!
bnlanc，然后输入密钥9（为简便起见，同加密过程使用同样的密钥），则得到加密过程中的同样密码表，然后依次对应输出原文，结果为Thisisasecret。
3.轮转法：
通过将明文每m个字符一组按顺序分为若干个字符串，再按照先列后行形成密文，并分析给出解密的方法。
加密过程：
首先输入明文itcanallowstudentstogetcloseupviews，然后输入密匙5，之后输入的明文会按照每行3个字符的形式进行排列，如此例中形成如下的排列：
之后，输出加密后的密文则使用先列后行的方法，此例结果为：
iasngovtlttesiclusteeaodtcuwnweolps;
解密过程：
首先输入密文icteccnrbouicumsanb，然后输入密匙5，之后同样会将输入的密文按照每行3个字符的形式排列，形成如下排列：
icbca
ccoun
tnumb
eris
之后，输出解密后的明文使用先列后行的方法，此例结果为icbcaccountnumberis。
4.维吉利亚密码：
假设明文m=m1m2m3…mn；密钥k=k1k2k3…kn，对应密文c=c1c2c3…cn，密文为：
ci=（mi+ki）mod26，26个字母的序号依次为0~25，ci,mi,,ki是分别是密文明文密钥中第i个字母的序号。
（如下图）
加密过程：
首先输入明文如information，然后输入密匙如star，第一个字符的密文可以求得c1=（w+i）mod26=4，，此时对应编号4的字母为E，则明文W对应的密文为E，依次类推，可以将所有明文加密得到密文：
AGFFJFAKAHN;
解密过程：
首先输入密文esioqgm,然后输入与密文字符数相等的密匙如iloveyu，将加密过程的原理反过来运用，如第一个密文字符为E，则对应的编号为4，然后求的明文为W，依次类推，求得明文为：
whutmis。
第三部分结果与讨论（可加页）
实验结果分析（包括数据处理、实验现象分析、影响因素讨论、综合分析和结论等）
程序设计类实验：
包括原程序、输入数据、运行结果、实验过程发现的问题及解决方法等；
分析与设计、软件工程类实验：
编制分析与设计报告，要求用标准的绘图工具绘制文档中的图表。
系统实施部分要求记录核心处理的方法、技巧或程序段；
其它实验：
记录实验输入数据、处理模型、输出数据及结果分析
运行结果分析：
在vc++6.0的编译环境下，点击运行后出现加密算法选择的界面：
（1）凯撒密码
选择1后回车，阅读完介绍性文字后，再接着选择1进行对输入字符串进行加密（例如输入字符串"******'sbirthdayis"，接着输入密钥7）：
得到密文：
govbephv（z!
ipyaokhf!
pz!
此时我为了对一段字符串进行凯撒解密"govbephv（z!
ipyaokhf!
pz!
"，同时输入密钥7，同样会得到加密前的明文：
（2）单表置换密码
按照提示，回车后又进入加密算法选择主界面，此时选择2.单表置换密码，加密下面一句话todayisapril1,2012,namelyAprilfool'sday：
得到密文pjuzvenzkmed1,2012,gzfxdvAkmedijjd'nuzv，（没有处理空格及标点符号等特殊字符，但加密效果已有）。
为了证明对应的解密是否正确，现进行解密环节，把刚才密文解密，从截图中可以看到当时加密使用的密钥时zhouxiaoyeah
解密后的字符串跟之前原明文完全一样。
（3）维吉利亚密码
维吉利亚密码由于需要产生一个维吉利亚字母代换表，此处为了学习方便，在程序运行过程中特意将该表也打印到了屏幕：
输入明文：
guoqingjiekuaile，密钥：
whutms（此例为课件上一例子）
选择解密过程，帮刚才的密文重新翻译成明文：
（4）轮换算法
主要函数介绍
凯撒密码：
voidkaisa_de（）;//解密
voidkaisa_en（）;//加密
void_kaisa（）;调用上面两个子函数
单表置换加密：
voiddbzh_alphabeta（）;//产生代换字符表
voiddbzh_en（）;//产生密文，即加密
voiddbzh_de（）;//产生明文，即解密
void_danbiaozhihuan（）;被main（）调用，运行时根据选择调用上面的三个函数
维吉利亚密码：
voidwjly_en（）;维吉利亚加密函数
voidwjly_de（）;解密函数
int_weijiliya（）;调用加密解密函数
轮换法加密：
voidlunhuan_en（）;
voidlunhuan_de（）;
void_lunhuan（）;
实验中的问题
（1）各个加密函数之间的基本上完全独立，内部定义了太多的自己变量，从空间上看运行起来占用空间较大。
可以尝试定义几个全局变量，让他们共用。
如输入的密文，密钥，产生的明文等等。
（2）操作不够人性化。
由于时间的原因，没有在程序的界面上话太多工夫，比如运行完加密或者解密过程后，该转到第一个主界面（四个加密算法的选择界面）还是仍然留在当前密码方法的界面，退出时时直接退出控制台程序还是退出到开始界面。
此外，程序的容错处理还不完善，一下非法输入还不能很友好的处理。
操纵的人性化
四种加密算法源代码：
#include
#include
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
#defineMING_WEN1000//设明文长度最大为1000
charmingwen[MING_WEN];//存放明文
charmiwen[MING_WEN];//存放密文
charmiyuejvzi[100];//密钥句子
charalphabeta[27];//代换字母表
stringstr="abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
voidkaisa_de（）;//解密
voidkaisa_en（）;//加密
void_kaisa（）;
voiddbzh_alphabeta（）;//产生代换字符表
voiddbzh_en（）;//产生密文
voiddbzh_de（）;//产生密文
void_danbiaozhihuan（）;
voidwjly_en（）;
voidwjly_de（）;
voidCreate_miyuejvzi（char）;
int_weijiliya（）;
voidlunhuan_en（）;
voidlunhuan_de（）;
void_lunhuan（）;
voidmain（）
{
intchoice;
printf（"\n"）;//起始输出界面
printf（"-----------------------------------------\n"）;
printf（"信息管理与信息系统**班\n\n"）;
printf（"**学号：
0120903490**\n"）;
while
（1）/*循环测试*/
{
printf（"\n"）;
printf（"*****************************************\n"）;
printf（"\n"）;
printf（"|加密解密方法\n"）;
printf（"\n"）;
printf（"|1、凯撒密码\n"）;
printf（"|2、单表置换\n"）;
printf（"|3、维吉利亚密码\n"）;
printf（"|4、轮换法\n"）;
printf（"|5、退出\n"）;
printf（"----------------------------------------\n"）;
printf（"请输入1--5进行选择：
"）;
scanf（"%d",&choice）;
while（choice>5||choice<=0）//如果输入数字不符要求，重新输入，直至正确为止
{
printf（"\n请输入选项前面的编号:
"）;
scanf（"%d",&choice）;
}
switch（choice）//调用不同的解密加密算法
{
case1:
_kaisa（）;break;//凯撒密码
case2:
_danbiaozhihuan（）;break;//单表置换密码
case3:
_weijiliya（）;break;//维吉利亚密码
case4:
_lunhuan（）;break;//轮换法
case5:
exit（0）;//退出程序
}
system（"pause"）;/*暂停*/
system（"cls"）;/*清屏*/
}
}
//凯撒密码
void_kaisa（）
{
intchoice;
do
{
system（"CLS"）;
printf（"\n"）;
printf（"\t\t凯撒加密\n\t\t\t请选择操作:
\n"）;
printf（"\t\t\t1.加密\n\t\t\t2.解密\n\t\t\t3.退出\n"）;
printf（"____________________________________________________________________\n"）;
printf（"%15c",''）;
printf（"注：
----恺撒密码按c=（m+9）%%26加密----\n"）;
printf（"%19c",''）;
printf（"----除字母其他字符均按c=（m+1）%%26加密----\n"）;
printf（"%19c",''）;
printf（"----当其他其它字符+1为字母时+26跳过字母加密----\n"）;
printf（"%19c",''）;
printf（"----当其他其它字符+1超出ASCII码表示范围时-128循环表示----\n"）;
scanf（"%d",&choice）;
getchar（）;
if（choice==1）
{
kaisa_en（）;
break;
}
elseif（choice==2）
{
kaisa_de（）;
break;
}
elseif（choice==3）
{
printf（"\n%33c",''）;
printf（"3:
退出\n"）;
exit（0）;
}
else
{
printf（"输入错误，按任意键继续:
\n"）;
getchar（）;
system（"cls"）;
}
}while（choice!
=1||choice!
=2）;
}
//凯撒加密
voidkaisa_en（）//加密
{
intleng,i,miyue;
charchc[MING_WEN],chp[MING_WEN];
printf（"请输入你要加密的明文:
\n"）;
printf（"%28c",''）;
gets（chc）;
printf（"请输入密钥（如数字9）：
"）;
scanf（"%d",&miyue）;
leng=strlen（chc）;
printf（"%28c",''）;
printf（"密文:
\n"）;
printf（"%28c",''）;
for（i=0;i{
if（isupper（chc[i]））
{
if（chc[i]+miyue>'Z'）
{
chp[i]=chc[i]+miyue-26;
printf（"%c",chp[i]）;
}
else
{
chp[i]=chc[i]+miyue;
printf（"%c",chp[i]）;
}
}
elseif（islower（chc[i]））
{
if（chc[i]+miyue>'z'）
{
chp[i]=chc[i]+miyue-26;
printf（"%c",chp[i]）;
}
else
{
chp[i]=chc[i]+miyue;
printf（"%c",chp[i]）;
}
}
else
{
chp[i]=chc[i]+1;
if（chp[i]=='A'||chp[i]=='a'）//遇到+1为字母时的处理
chp[i]+=26;
elseif（chp[i]>127）//遇到+1超出ASCII码表示范围时
chp[i]=char（chp[i]-128）;
printf（"%c",chp[i]）;
}
}
printf（"\n"）;
}
//凯撒解密
voidkaisa_de（）//解密
{
intleng,i,miyue;
charchc[MING_WEN],chp[MING_WEN];
printf（"请输入你要解密的密文:
\n"）;
printf（"%28c",''）;
gets（chc）;
printf（"请输入密钥（如数字9）：
"）;
scanf（"%d",&miyue）;
leng=strlen（chc）;
printf（"%28c",''）;
printf（"明文:
\n"）;
printf（"%28c",''）;
for（i=0;i{
if（isupper（chc[i]））
{
if（chc[i]-miyue<'A'）
{
chp[i]=chc[i]-miyue+26;
printf（"%c",chp[i]）;
}
else
{
chp[i]=chc[i]-miyue;
printf（"%c",chp[i]）;
}
}
elseif（islower（chc[i]））
{
if（chc[i]-miyue<'a'）
{
chp[i]=chc[i]-miyue+26;
printf（"%c",chp[i]）;
}
else
{
chp[i]=chc[i]-miyue;
printf（"%c",chp[i]）;
}
}
else
{
chp[i]=chc[i]-1;
if（chp[i]=='Z'||chp[i]=='z'）//遇到-1为字母时的处理
chp[i]-=26;
elseif（chp<0）//遇到-1超出ASCII码表示范围时
chp[i]=char（chp[i]+128）;
printf（"%c",chp[i]）;
}
}
printf（"\n"）;
}
/////单表置换加密
void_danbiaozhihuan（）
{
system（"CLS"）;
intchoice;
printf（"\n"）;
printf（"\t\t单表置换加密\n\t\t\t请选择操作:
\n"）;
printf（"\t\t\t1.加密\n\t\t\t2.解密\n\t\t\t3.退出\n"）;
scanf（"%d",&choice）;
if（choice==1）
{
printf（"请输入你想加密的字符串（请不要超出%d个字符，不能输入中文）:
",MING_WEN）;
getchar（）;
gets（mingwen）;
printf（"你输入的明文是:
%s\n",mingwen）;
intmingwen_length=strlen（mingwen）;//明文长度
dbzh_alphabeta（）;//产生代换字符表
dbzh_en（）;//加密
}
if（choice==2）
{
printf（"请输入你想解密的字符串:
"）;
getchar（）;
gets（miwen）;
printf（"你输入的密文是:
%s\n",miwen）;
intmiwen_length=strlen（miwen）;//密文长度
dbzh_alphabeta（）;//产生代换字符表
dbzh_de（）;
}
}
//单表置换产生代换字符表
voiddbzh_alphabeta（）
{
inti,j;
printf（"请输入密钥句子,至少为1个字符,最多100个字符，且第一个字符必须是小写字母:
\n"）;
gets（miyuejvzi）;//输入的密钥句子，至少为1个字符，最多100个字符，且第一个必须为字母
printf（"%s",miyuejvzi）;
intlength=strlen（miyuejvzi）;
intpos=0;//指示填充位置
inttag=1;//
alphabeta[0]=miyuejvzi[0];//填充第0个位置
for（i=1;i{
if（isalpha（miyuejvzi[i]）!
=0）//是字母
{
tag=1;
for（j=0;j<=pos;j++）
{
if（alphabeta[j]==miyuejvzi[i]）//alphabet表中已经存在字母miyuejvzi[i]
{
tag=0;
break;
}
}
if（tag==1）
alphabeta[++pos]=miyuejvzi[i];
}
}
for（i=0;i<26;i++）//把英文字母表中还没有出现在代换字母表中的字母存入代换字母表
{
tag=1;
for（j=0;j<=pos;j++）
{
if（alphabeta[j]==str[i]）//alphabet表中已经存在英文字母表中的第i个字母
{
tag=0;
break;
}
}
if（tag==1）
alphabeta[++pos]=str[i];
}
cout<<"原始字母表为"<cout<<"代换密码表为"<}
//单表置换加密
voiddbzh_en（）//产
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