浅析加密算法二Vigenere密码

Posted 2022-05-30 MangataTS

文章目录

• • 一、简介
  • 二、原理
  • • 2.1 公式加密
    • 2.2 查表加密
  • 三、例题
  • 四、代码

一、简介

维吉尼亚密码（又译 维热纳尔密码 ）是使用一系列凯撒密码组成密码字母表的加密算法，属于 多表密码 的一种简单形式。

维吉尼亚密码曾多次被发明。该方法最早记录在吉奥万·巴蒂斯塔·贝拉索（ Giovan Battista Bellaso）于1553年所著的书《吉奥万·巴蒂斯塔·贝拉索先生的密码》（意大利语：La cifra del. Sig. Giovan Battista Bellaso）中。然而，后来在19世纪时被误传为是法国外交官布莱斯·德·维吉尼亚（Blaise De Vigenère）所创造，因此现在被称为“维吉尼亚密码”。

维吉尼亚密码以其简单易用而著称，同时初学者通常难以破解，因而又被称为“不可破译的密码”（法语：le chiffre indéchiffrable）。这也让很多人使用维吉尼亚密码来加密的目的就是为了将其破解。

二、原理

Vigengere密码使用一个词组作为密钥，第一个密钥字母加密明文的第一个字母，第二个密钥字母加密明文的第二个字母，等所有密钥字母使用完后，密钥又再循环使用。

• 第一步可以先将密钥的长度拓展到（或者缩减到）和明文 长度一样
• 第二步开始加密，加密的方式一般分为两种
  • ①公式加密
  • ②查表加密

2.1 公式加密

对于第一个公式加密，我们可以如下操作：
加密：$C_i=P_i+K_i(mod26)$
解密：$P_i=C_i-K_i(mod26)$
其中的 $C_i$ 表示的是密文的第 $i$ 个字母， $P_i$ 表示的是明文的第 $i$ 个字母， $K_i$ 表示的是密钥的第 $i$ 个字母

例如：

P = vigenere
K = key

(a的位置对应的是0，其余的以此类推)
得到：

$P_i$	v	i	g	e	n	e	r	e
$K_i$	k	e	y	k	e	y	k	e
$C_i$	f	m	e	o	r	c	a	i

2.2 查表加密

对于每一种加密我们在一个字母表中找到我们 $P_i$ 和 $K_i$ 对应的 $C_i$ 即可，我们可以先用一个二维数组来存储这个字母表，然后我们将每一个字母转化为一个数字，作为查找的下标，然后就能轻松的实现加密的过程，解密的话就反过来就好

例如：
给定字母表：

给出查询的明文 SWPUACM 然后给出密钥：MANGATA
那么我们就能构造出来

$P_i$	S	W	P	U	A	C	M
$K_i$	M	A	N	G	A	T	A
$C_i$	E	W	C	A	A	V	M

三、例题

题目链接： http://acm.mangata.ltd/p/P2030

四、代码

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define ll long long
#define mod 26
#define endl "\\n"
#define PII pair<int,int>
#define INF 0x3f3f3f3f

void Vigenere(string P,string K)
	string C = "";
	int len1 = P.size(),len2 = K.size();
	for(int i = 0; i < len1; ++i) 
		int pos = ((P[i]-'A') + (K[i % len2] - 'A')) % mod;
		C += char('A' + pos);
	
	cout<<"The Vigenere ciphertext = "<<C<<endl;


int main()

	string P,K;
	cout<<"Please input the plaintext"<<endl;//Encryption key
	cin>>P;
	cout<<"Please input the Encryption key"<<endl;
	cin>>K;
	transform(P.begin(),P.end(),P.begin(), ::toupper);
	transform(K.begin(),K.end(),K.begin(), ::toupper);
	Vigenere(P,K);
	return 0;