C语言实现仿射密码体制

算法思想：

1、通过用户输入的加密函数的斜率和截距（a与b），可以利用a计算出a的逆源。在输入a之后，要判断a与26是否互素（即a值与26的最大公约数为1），代码中采用辗转相除法，如果不符合要求，请提示重新输入。求解a的逆源：例如7的逆源是15。原因是（7*15）%26=1，这里的26代表字母表26个字母。假设我们当前不知道7的逆源是15。我们可以设为X，于是变为（7*X）%26=1，所以可以假设7*X=27或者等于27+i*26，此时如果想把X解出来，可以用c=27/7或者c=（27+i*26）/7，存储在变量c中。求出a的逆源c后，c即为解密函数的系数，可以利用c与b求出解密函数的截距。数学表达式如下：d=(c*b)%26。代码书写如下（逆源存储到变量c中，最多加999个26）。

for (int i = 0; i < 1000; i++){if ((27 + 26 * i) % a == 0) {c = (27 + 26 * i) / a;break;}}
d = (c * b) % 26;

2、定义一个数组alphabet存储26字母。将用户输入的明文或者密文转换为数字。方法是查找alphabet数组，看字母所在下标是多少，比如A对应下标是0，B对应的是1等等。将这些数字用另外一个数组str_num存储起来。然后进行加密解密计算。加密：用str_num[i]=(a*str_num[i]+b+26)%26;在%26之前还加上了26是为了保证所得的数是正数。这就已经是加密过的，不过还得将这些数字对应字母表查找对应的字母，找到的对应字母就是最终的密文结果。解密过程类似：str_num[i] = ((c * str_num[i] - d)+26) % 26;

3、全部代码：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
//仿射密码体制#include<stdio.h>//菜单打印
void menu() {printf("------ 仿射密码体制 --------\n");printf("-------   1. 加密   --------\n");printf("-------   2. 解密   --------\n");printf("-------   0. 退出   --------\n");
}void encryption_and_decryption(int input) {char alphabet[26] = { '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'};int count = 0;char str[100] = { 0 };//最长加密解密长度为100int str_num[100] = { 0 };//用于存储字母在字母表中的下标int a = 0, b = 0, c = 0, d = 0;printf("请输入加密函数的a,b值（空格隔开）：");scanf_s("%d %d", &a, &b);int temp = 0;//用e存储26，判断输入的a值是否与26互素（采用辗转相除法）while (e != 0) {temp = a % 26;a = e;e = temp;}//如果a不是与26互素，提示用户重新输入a值if (a != 1) {printf("输入的a值和26不是互素的，请重新输入a值：");scanf_s("%d", &a);}for (int i = 0; i < 1000; i++){if ((27 + 26 * i) % a == 0) {c = (27 + 26 * i) / a;break;}}d = (c * b) % 26;if (input == 1) {     //执行加密算法printf("请输入明文（中间不要有空格）：");}else                 //执行解密算法{printf("请输入密文（中间不要有空格）：");}getchar(); //吸收回车for (int i = 0; i < 100; i++) {scanf_s("%c", &str[i]);count++;if (str[i] == '\n') {   //回车代表输入结束count--;break;}}for (int i = 0; i < count; i++){if (str[i] >= 'a' && str[i] <= 'z') { //将小写转换为大写str[i] -= 32;}}for (int i = 0; i < count; i++){for (int j = 0; j < 26; j++){if (str[i] == alphabet[j]) {str_num[i] = j;break;}}}if (input == 1) {//加密算法for (int i = 0; i < count; i++){str_num[i] = ((a * str_num[i] + b)+26) % 26;}}else{//解密算法for (int i = 0; i < count; i++){str_num[i] = ((c * str_num[i] - d)+26) % 26;}}for (int i = 0; i < count; i++){for (int j = 0; j < 26; j++){if (str_num[i] == j) {str[i] = alphabet[j];}}}if (input == 1) {printf("生成密文是：");}else {printf("解密明文是：");}for (int i = 0; i < count; i++){printf("%c", str[i]);}printf("\n");
}void test() {int input = 0;do {menu();printf("请选择：->");scanf_s("%d", &input);switch (input){case 1:encryption_and_decryption(input);break;case 2:encryption_and_decryption(input);break;case 0:printf("已退出加密解密系统\n");break;default:printf("输入有误，请重新输入!\n");break;}} while (input);
}int main() {test();return 0;
}

4、运行结果截图：

上述运行中第一次输入的a值为14,14和26的最大公约数是2，不是1，因此提示用户重新输入。

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