浅析加密算法二【Vigenere密码】

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 ( m o d 26 ) C_i = P_i + K_i (mod \ 26) Ci=Pi+Ki(mod 26)
解密： P i = C i − K i ( m o d 26 ) P_i = C_i - K_i (mod \ 26) Pi=Ci−Ki(mod 26)
其中的 C i C_i Ci 表示的是密文的第 i i i 个字母， P i P_i Pi 表示的是明文的第 i i i 个字母， K i K_i Ki 表示的是密钥的第 i i 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 P_i Pi	v	i	g	e	n	e	r	e
K i K_i Ki	k	e	y	k	e	y	k	e
C i C_i Ci	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 P_i Pi 和 K i K_i Ki 对应的 C i C_i Ci 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 P_i Pi	S	W	P	U	A	C	M
K i K_i Ki	M	A	N	G	A	T	A
C i C_i Ci	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 0x3f3f3f3fvoid 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 keycin>>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;
}