实 验 报 告
一、 实验室名称：
SimpleSPC信息安全云实验系统
二、 实验项目名称：
古典密码——置换密码
三、 实验学时：
1学时
四、 实验原理：
1) 算法原理
a) 置换密码算法是不改变明文字符，而是按照某一规则重新排列消息中的比特或字符顺序，才而实现明文信息的加密。将明文中的字母按照给定的顺序安排在一个矩阵中，然后用根据密钥提供的顺序重新组合矩阵中的字母，从而形成密文。其解密过程是根据密钥的字母数作为列数，将密文按照列、行的顺序写出，再根据密钥给出的矩阵置换产生新的矩阵，从而恢复明文。
b) 置换密码（Permutation Cipher），又称换位密码。算法实施时，明文的字母保持相同，但顺序会被打乱。置换只不过是一个简单的换位，每个置换都可以用一个置换矩阵Ek来表示。每个置换都有一个与之对应的逆置换Dk。置换密码的特点是仅有一个发送方和接受方知道的加密置换（用于加密）及对应的逆置换（用于解密）。它是对明文L长字母组中的字母位置进行重新排列，而每个字母本身并不改变。
c) 设n为一固定整数，P、C和K分别为明文空间、密文空间和密钥空间。明/密文是长度为n的字符序列，分别记为X（x1,x2，?,xn）属于P和Y(y1,y2,?,yn)属于C ，K是定义在{1,2,?,n}的所有置换组成的集合。对任何一个密钥（即一个置换），定义置换如下：
加密置换为：
解密置换为：
上式中，是的逆置换，密钥空间K的大小为n！
2) 算法参数
置换密码算法主要有c、m、k、n四个参数。c为密文，m是明文，k为密钥，n为模数。
3) 算法流程
算法流程。如图所示
五、 实验目的：
1） 学习置换密码的原理
2） 学习置换密码的算法实现
六、 实验内容：
1.在虚拟机上运行置换密码.exe可执行文件，根据提示输入明文和密钥，同时检查输出的解密后的结果是否与明文一致。
2.学习掌握置换密码的原理，并根据明文和密钥计算出对应的加密文，并与程序输出的结果进行比对，掌握其加密解密的过程。
3.看懂实验程序代码，如有需要可在其上进行优化。
七、 实验器材（设备、虚拟机名称）：
Windows 7
工具：C:\\tools\\密码学课程\\01密码学算法\\02 古典密码\\01 置换密码
八、 实验步骤：
1、查看置换密码算法运行结果并学习其核心算法
1.1 点击【置换密码.exe】，选择对明文【asdfgh】使用密钥【qwerty】进行加密，程序运行结果。如下图所示
但是在实验中发现，当密钥中包含相同字符时，加密和解密结果会出现问题，如下图所示：
在观察程序代码后，发现应该是加密表生成出现问题，因此在实验中我重新修改了程序中计算加密表部分的代码，利用双层循环，对于每一个字符，计算比其小的字符或者和它一样但是出现在其左侧的字符个数，得到的序列便是加密表的内容，将程序按照上述思路修改后测试运行正确。
1.2 更新后的置换密码的核心算法如下所示。
#include
char a[20][6], b[20][6], c[20][6], m[102], key[6], ky[6], mw[102], bb[102]; int zh[6], zh1[6]; int j, len, length, e, f; void
ISD_zhihuan_zhihuan(int le) { } int
ISD_zhihuan_encrypt() {
cout << endl << \请输入密钥,要求是6位字母：\; cin >> key;
for (int p = 0; p < 6; p++) { }
//生成置换表
ky[p] = key[p]; int i, s = 0; if (le % 6 == 0) { } else { }
length = 6 * j;
for (j = 0; j<((le - le % 6) / 6); j++) j++; int w = 0;
for (int l = le - le % 6; l for (int ll = le % 6; ll<6; ll++) { } a[j][ll] = 'X'; //数组后补x使数组长度为6的倍数 a[j][w] = m[l]; for (i = 0; i<6; i++, s++) { } a[j][i] = m[s]; //明文长度不是6的倍数时 for (j = 0; j<(le / 6); j++) for (i = 0; i<6; i++, s++) { } a[j][i] = m[s]; //明文长度是6的倍数时 } for (int i = 0; i < 6; i++) { } cout << endl << \加密后的结果为:\; int q = 0; for (int g = 0; g <= j; g++) for (int h = 0; h < 6; h++, q++) { } b[g][h] = a[g][zh[h] - 1]; //明文进行置换 bb[q] = b[g][h]; cout << bb[q]; zh[i] = 1; for (int j = 0; j < 6; j++) { } if (key[j] < key[i] || (j < i&&key[j] == key[i])) { } zh[i]++; return 0; int ISD_zhihuan_decrypt() { } int ss[6] = { 1,2,3,4,5,6 }; for (int w = 0; w<6; w++) { } cout << endl << \解密后的结果为:\; int t = 0; for (int h = 0; h<6; h++, t++) { } c[g][h] = b[g][zh1[h] - 1]; //明文进行逆置换 mw[t] = c[g][h]; for (int p = 0; p<6; p++) { } if (ss[w] == zh[p]) zh1[w] = p + 1; //计算逆置换表 for (int g = 0; g <= j; g++) return 0;