多表代换和维吉尼亚密码

一、多表代换

多表代换密码跟单表代换密码的区别，主要是，多表代换的代换表有多个。对于加密，交替使用不同的代换表。注意，加密和解密要同步，也就是，加密和解密所用的代换表顺序要一致，不然，解密会出错。
多表代换跟单表代换相比，其主要优点是，多表代换增大了密钥空间，打乱了整体上的统计特性。
举一个简单的例子：
假设明文字符集为{1，2，3，4}；
代换表1为{1：2，2：4，3：3，4：1}；
代换表2为{1：4，2：1，3：2，4：3}。
代换表1和代换表2交替使用。
现在加密123112。

	1	2	3	1	1	2
表1	2	–	3	–	2	–
表2	–	1	–	4	–	1

密文为213421。
同一明文字符最多出现了3次，而密文中则为2次。其统计特性发生了变化。
多表代换的密钥不仅仅是代换表，还有代换表的使用顺序和代换表的个数（也叫做周期）。
如果上述加密先使用代换表2，则结果为：

	1	2	3	1	1	2
表1	–	4	–	2	–	4
表2	4	–	2	–	4	–

这样，明文字符出现了4个，而密文中只有两种字符。

二、维吉尼亚密码

维吉尼亚密码是最简单的多表代换密码，由多个凯撒移位密码组成。其明文字符集为a~z，26个英文字母。将字母按顺序循环移位k个，形成一个代换表。
下面是一个简单的实现：

#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
//encrypt
string encrypt(string message,vector<int> &key){for(int i=0;i<message.size();i++){message[i]=(message[i]-'a'+key[i%key.size()])%26+'a';}return message;
}
//decipher
string decipher(string cipher,vector<int> &key){vector<int> k1=key;for(int i=0;i<key.size();i++){k1[i]=26-key[i];}return encrypt(cipher,k1);
}
int main(){vector<int> key={3,7,2};string message,cipher;cout<<"Please enter the message:";cin>>message;cipher=encrypt(message,key);cout<<"The ciphertext is:"<<cipher<<endl;cout<<"After decipher:"<<decipher(cipher,key)<<endl;
}

测试样例：

Please enter the message:iloveyou
The ciphertext is:lsqylarb
After decipher:iloveyou

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