古典密码----仿射密码加解密

理论部分

• 仿射密码是移位密码的一个推广，其加密过程不仅包含移位操作，而且使用了乘法运算。与移位密码相同，仿射密码的明文空间M和密文空间C均为Z26，因此，在使用仿射密码体制对英文消息进行加密之前，需要在26个英文字母与Z26中的元素之间建立一一对应关系，然后才能应用仿射密码体制进行相应的加密计算和解密计算。

代码部分

C语言实现

#include<stdio.h>#include<math.h>#include<string.h>#defineN200

using namespace std;voidAffine(char*Input,char*Output,int length,int k1,int k2,int p){int km=k1,ka=k2;for(int i=0; i<length; i++){if(Input[i]>='a'&&Input[i]<='z')
              Output[i]=(km*(Input[i]-'a')+ka)%p+'a';elseif(Input[i]>='A'&&Input[i]<='Z')
                Output[i]=(km*(Input[i]-'A')+ka)%p+'A';else
                  Output[i]=Input[i];}
    
    Output[length]='\0';//字符串时及时添加结束标志以防额外增加数组长度。 printf("The Input  Text is: %s.\n",Input);//    fflush(stdin);printf("The Output Text is: %s.\n",Output);//    fflush(stdin);}intEEA(int r0,int r1,int&r0_inverse,int&r1_inverse){int R0=r0,R1=r1;if(r0==0|| r1==0){printf("ERROR: One of the two input numbers is zero.\n");return0;}int q=0,r2=0,s0=1,s1=0,s2=0,t0=0,t1=1,t2=0;while(r1!=0){
        q=r0/r1;
        r2=r0%r1;
        s2=s0-s1*q;
        t2=t0-t1*q;//更新r0、r1、s0、s1、t0、t1 
        r0=r1;r1=r2;
        s0=s1;s1=s2;
        t0=t1;t1=t2;}//printf("THE GCD of R0 AND R1 IS: %d .\n", r0);//printf("Original s0 and t0: %d , %d.\n",s0,t0);if(r0==1){
        s0=(R1+(s0%R1))%R1;
        t0=(R0+(t0%R0))%R0;//printf("Afterwards [P+( x mod P)]mod P: s0 = %d ,t0= %d.\n",s0,t0);
        r0_inverse= s0;
        r1_inverse= t0;//printf("The inverse of %d mod %d is: %d\n",R1,R0,r1_inverse) ;}else{printf("THE GCD is: %d  UNEQUAL TO 1, NO INVERSE EXITS.\n",r0);return1;}return0;}intmain(){int p =26, k1, k2;//仿射密钥 c=k1*m+k2 mod p 古典密码p=26int p_, k_1, flag;char message[N +1];do{
        flag =0;printf("\nPlease input the three affine cipher parameters：k1,k2,p,以逗号分隔:");//读取数值时，默认以空格分隔，如需逗号则在%d后面指定格式：scanf("%d,%d",&k1,&k2);scanf("%d,%d,%d",&k1,&k2,&p);printf("\nThe input keys are: k1=%d , k2= %d, p= %d \n",k1,k2,p);//getchar()在scanf()后，可以吸收回车符，以便输入下一个字符/串。特别是在后续需输入含空格的字符串时 getchar();
        flag =EEA(p, k1, p_, k_1);if(flag ==1)printf("输入的密钥无效,请重新输入！\n");}while(flag ==1);printf("Input the message to process:");//以回车（换行）作为字符串读取的结束,默认遇空格、回车、跳格键结束。 scanf("%[^\n]", message);printf("\nThe message/plaintext is:%s", message);int length =strlen(message);char cipher[length], decipher[length];printf("对输入的文本进行加密处理：\n");printf("消息加密前后对比如下：\n");Affine(message, cipher, length, k1, k2, p);//补充解密部分printf("消息解密前后对比如下：\n");Affine(cipher, decipher, length, k_1,((p - k2)* k_1)%26, p);return0;}

运行结果截图

• gcd为1
• gcd不为1