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五邑大学本科生实验指导书 《密码学基础》实验指导书 课程名称：密码学 课程编号： 课程性质：专业选修课 课程总学时：实验总学时： 一、实验教学目的和基本要求 《》是计算科学与技术本科专业开设的一门专业选修课，让学生通过多个密码算法的程序设计实现，更好地掌握密码算法设计的机理和方法，熟悉网络攻击和防范方法。同时，基于密码系统设计的基本方法和基本步骤，帮助学生理解密码学在信息安全中的地位，并引导了解密码学领域及信息安全领域的新进展、新方向。具体要求如下： 1．要求学生在上机前本次实验的原理、内容、方案进行充分准备。 2．每次实验必须按要求的格式撰写《实验报告》，内容大体包括：实验目的、实验内容、实验及算法原理、程序清单、结果分析、总结。 3．实验成绩作为平时成绩的一部分。 二、实验内容及学时分配 实验一 （学时） 通过实现简单的古典密码算法，理解密码学的相关概念如明文（plaintext）、密文（ciphertext）、加密密钥(encryption key)、解密密钥（decryption key）、加密算法(encryption algorithm)、解密算法(decryption algorithm)等。 二、实验内容 1）用C\C++语言实现仿射变换（Affine）加/解密算法；2）用C\C++语言实现统计26个英文字母出现的频率的程序；3）利用仿射变换加/解密程序对一段较长的英文文章进行加密，再利用统计软件对明文和密文中字母出现的频率进行统计并作对比，观察有什么规律。 放射变换： 加密： 解密： 其中a, b为密钥，，且gcd(a, 26)=1 实验要求：加/解密程序对任意满足条件的a、b都能够处理。 三、实验步骤 (1)统计26个英文字母出现的频率的程序 #includeiostream #includefstream #includevector using namespace std; void main(){ ifstream in(a.txt); vectorint s; vectorint n(26,0); for(int i=0;i26;++i) s.push_back(97+i); for(char x;inx; ) for(int i=0;i26;++i) if(int(x)==s[i]){ n[i]++;} float sum=0.0; for(int j=0;j26;++j) sum+=n[j]; cout统计结果如下：endl; for(int k=0;k26;++k){ // n[k]=n[k]/sum; cout char(k+97)出现的概率为：n[k]/sumendl; //coutn[k]endl; } （2）仿射变换加/解密程序对一段较长的英文文章进行加密 #include stdafx.h #includeiostream #includefstream #includevector using namespace std; //////////判断两个数是不是互素（辗转相除）//////// bool gcd(int a){ int f=26,g,r; g=a; do{ r=f%g; f=g; g=r; }while(r); if(f==1) return 1; else return 0; } //////////////////求逆////// int inv(int a){ int x,i; for(i=1;i=30;++i) if((26*i+1)%a==0) { x=(26*i+1)/a;break; } return x; }////////////////////////////////////////////////////////// void main(){ cout请你选择操作密码的方式:endl 0-表示加密 endl 1-表示解密 endl; int z; cinz; if(z==0||z==1) { ////////////////////////////////////////// cout请输入密钥a和b：endl; int a,b; cinab; if((a1||a25)||(b0||b25)) couta，b的输入范围有错！endl; else if(gcd(a)==0) cout密钥a有误，与26不互素endl; else { if(z==0)////加密算法 {