维吉尼亚密码简介

维吉尼亚密码引入了“密钥”的概念，即根据密钥来决定用哪一行的密表来进行替换，以此来对抗字频统计。假如下面图第一行代表明文字母，左面第一列代表密钥字母，对如下明文加密：
TO BE OR NOT TO BE THAT IS THE QUESTION
当选定RELATIONS作为密钥时，加密过程是：明文一个字母为T，第一个密钥字母为R，因此可以找到在R行中代替T的为K，依此类推，得出对应关系如下：
密钥:RELAT IONSR ELATI ONSRE LATIO NSREL
明文:TOBEO RNOTT OBETH ATIST HEQUE STION
密文:KSMEH ZBBLK SMEMP OGAJX SEJCS FLZSY

维吉尼亚密码分析

明文T字符密钥是R 对应的密文是K？从数学角度有没有规律可寻呢？我们仔细看图，每一行每一列都是26个连续的字母，不同字母开头反正都是循环一圈，

从明文T到密文K 是不是经历了17个单元，恰巧是密钥R在26个元素中的下标17。

我们将 A—Z密钥看作0—25个数，明文字符在A—Z循环链表走过密钥个数结点到密文结点。说的太拗口，举个简单例子，明文是 T ，密钥是B那么 T 走1个位置是 U ，那么明文就T的密文就是U。看图查看密钥是不是。

循环链表实现方式

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#define OK 1
#define ERROR 0typedef int Status;
typedef char EleType;
//双向循环链表 结点数据结构
typedef struct DulNode
{EleType data;//数据域struct DulNode* next;//后继结点指针域struct DulNode* prior;//前驱结点指针域
}DulNode, *DulLinkList;
//取了别名 DulNode* 相当于DulLInkListDulLinkList list_AZ = NULL;//创建26个英文字母双向循环链表
Status CreatDulLink(DulLinkList* list)
{if (list == NULL){return ERROR;}DulNode* head = (DulNode*)malloc(sizeof(DulNode));//创建头结点if (head == NULL){return ERROR;}DulNode* p = head;//p 移动指针，起初指向头结点p->next = p->prior = NULL;for (size_t i = 0; i < 26; i++){DulNode* node = (DulNode*)malloc(sizeof(DulNode));//创建结点node->data = 'A' + i;//下面3步将创建的node结点放到双向循环链表中node->next = p->next;//直接赋值NULL也可以node->prior = p;p->next = node;//p 始终指向链表最后一个结点p = node;}//下2步 将尾结点和第一个结点关联形成双向循环链表，越过头结点。p->next = head->next;head->next->prior = p;//循环链表指向第一个元素*list = p->next;//释放头结点free(head);return OK;
}
//进行位移
Status Caesar(DulLinkList* list, int num)
{DulLinkList tmp = *list;//双向循环链表指针往后移if (num > 0){int i = 0;//num = 1 往后移动1位, temp = temp -> nextwhile (i < num){tmp = tmp->next;i++;}*list = tmp;}//双向循环链表指针往前移if (num < 0){int i = 0;//num = -1 往前移动1位，temp = temp->priorwhile (i < num*-1){tmp = tmp->prior;i++;}*list = tmp;}return OK;
}/*
获取密文字符
num 字符移动位数
ch 字符起点
*/
char GetCipertext(int num,char ch)
{//printf("num=%d", num);DulLinkList list = list_AZ;//移动到字符位置Caesar(&list, ch - 'A');//根据密钥进行偏移Caesar(&list, num);return list->data;
}/*
维吉尼亚密码
生成随机密钥
根据随机密钥进行加密
*/Status Virginia(char* words,char** keytext,char** cipertext ,int len)
{char* key = (char*)malloc(sizeof(char)*len+1);char* ciper = (char*)malloc(sizeof(char)*len+1);memset(key, 0, len + 1);memset(ciper, 0, len + 1);srand((size_t)time(NULL));for (size_t i = 0; i < len; i++){//需要范围为 x ~ y 公式 为 rand()%(y-x)+x //如果需要 1~ 9 公式为 rand()%8+1int num = rand() % 26;key[i] = 'A' + num;ciper[i] = GetCipertext(num,words[i]);}//通过指针返回数据*cipertext = ciper;*keytext = key;return OK;
}int main(int argc, char *argv[])
{   //创建26个字母的循环链表CreatDulLink(&list_AZ);char temp[1024] = {0};while (1){printf("请输入一段明文(英文大写，0退出)：");scanf("%s", temp);if (temp[0] == '0'){break;}char* key = NULL;char* ciper = NULL;Virginia(temp,&key, &ciper, strlen(temp));printf("明文：%s\n", temp);printf("密钥：%s\n", key);printf("密文：%s\n", ciper);}system("pause");return 0;
}

运行结果

对照维吉尼亚密码表 没有问题

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