作业1-凯撒密码的加密、解密和破解
光信学院《网络信息安全》实验报告1
班级：学号：姓名：
实验时间：年月日指导教师：陈顺凡
一．实验目的
理解网络信息安全的基本原理，掌握基本密码技术的原理及编程能力。
二．实验原理和内容
[凯撒介绍]
凯撒密码（kaiser）是罗马扩张时期朱利斯"凯撒（Julius Caesar）创造的，用于加密通过信使传递的作战命令。它将字母表中的字母移动一定位置而实现加密。
[加密原理]
凯撒密码的加密算法极其简单。其加密过程如下：
在这里，我们做此约定：明文记为m，密文记为c，加密变换记为E(k1,m)（其中k1为密钥），解密变换记为D(k2,m)（k2为解密密钥）（在这里k1=k2,不妨记为k）。凯撒密码的加密过程可记为如下一个变换：
c≡m+k mod n （其中n为基本字符个数）
同样，解密过程可表示为：
m≡c-k mod n （其中n为基本字符个数）
对于计算机而言，n可取256或128，m、k、c均为一个8bit 的二进制数。显然，这种加密算法极不安全，即使采用穷举法，最多也只要255次即可破译。当然，究其本身而言，仍然是一个单表置换，因此，频率分析法对其仍是有效的。.
[破解原理]
一篇包含字符的英文文章，其各ASCII码字符出现，都有一定的频率，下面是对Google上随
意搜索到的英文文章进行分析的结果，见表：
QUOTE:
================================================= FileName : 01.txt
[1] 32: times:204
[2] 101:e times:134
[3] 116:t times:91
[4] 105:i times:87
[5] 111:o times:77
[6] 108:l times:75
[7] 97:a times:75
[8] 110:n times:69
[9] 10:
times:67
[10] 115:s times:63
================================================= FileName : php.
[1] 32: times:576
[2] 101:e times:162
[3] 115:s times:153
[4] 110:n times:141
[5] 114:r times:138
[6] 105:i times:135
[7] 10:
times:134
[8] 116:t times:129
[9] 42:* times:116
[10] 111:o times:103
================================================= FileName :
[1] 32: times:51322
[2] 101:e times:30657
[3] 116:t times:23685
[4] 97:a times:19038
[5] 111:o times:17886
[6] 105:i times:16156
[7] 110:n times:15633
[8] 114:r times:15317
[9] 115:s times:15226
[10] 104:h times:12191
================================================= FileName : 02.txt
[1] 32: times:299
[2] 101:e times:217
[3] 110:n times:136
[4] 105:i times:133
[5] 111:o times:124
[6] 116:t times:116
[7] 97:a times:110
[8] 115:s times:98
[9] 114:r times:92
[10] 108:l times:82
================================================= FileName : 03.txt
[1] 45:- times:404
[2] 32: times:394
[3] 101:e times:237
[4] 116:t times:196
[5] 114:r times:173
[6] 97:a times:163
[7] 105:i times:161
[8] 110:n times:153
[9] 111:o times:142
[10] 115:s times:129
================================================= FileName : 04.txt
[1] 32: times:326
[2] 101:e times:179
[3] 116:t times:106
[4] 105:i times:101
[5] 111:o times:96
[6] 110:n times:94
[7] 97:a times:92
php实例代码解密[8] 115:s times:78
[9] 100:d times:61
[10] 114:r times:60
================================================= FileName : 05.txt
[1] 32: times:441
[2] 101:e times:191
[3] 111:o times:151
[4] 116:t times:120
[5] 97:a times:112
[6] 110:n times:108
[7] 105:i times:91
[8] 114:r times:84
[9] 117:u times:79
[10] 115:s times:79
有此分析可知，一篇英文文章中，出现较高频率的两个字符是 ' ' (空格) 和 'e'，而且它们的ASCII码分别是32和101，差值是69。
既然凯撒密码利用的是单表替换的一种简单加密算法，所以，我们的主角， ' ' 和 'e' ，在解密后，依然会保持相同的ASCII码差值，69。
|c1 - c2| = |'e' - ' '| = |101 - 32| = 69
|m1 - m2| = | ((c1 + k) mod 256)-((c2 + k) mod 256)| = |c1 - c2| = |'e' - ' '| = 69
现在可以得到破解凯撒密码的原理了，我们统计一片经过凯撒加密的密文字符信息，在出现频率较高的字符里面寻差值是69的2个字符，这两个必定是 ' ' 和 'e' 字符的加密字符，计算偏移量（既密钥key），通过解密运算，还原出明文。
实验要求：用C++或java实现以上三个算法 , 包含“加密用的字符串（明文）、加密算法、加密后的密文、解密算法、破解算法、实验心得”
三．源代码
四．实验结果

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