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  • 替代密码置换密码C语言实现
    2021-05-24 08:08:34

    实验一

    一、实验名称:替代密码和置换密码的实现

    二、实验目的:通过编程实现替代密码算法和置换密码算法,加深对古典密码体系的了解,为以后深入学习密码学奠定基础。

    三、实验内容:

    A:替代密码

    1、实验原理:使用替代法进行加密,将明文中的字符用其他字符替代后形成密文。最早的替代密码是由Julius Caesar 发明的Caesar (恺撒)密码,又叫循环移位密码。它的加密过程可表示为: E(m) = (m+k ) mod n

    其中,m为明文字母在字母表中的位置数;n为字母表中的字母个数;k为密钥;E(m)为密文字母在字母表中对应的位置数。

    解密算法是:m = D(L) =(L-k)mod 26;

    2、算法设计:使用两个函数分别进行加密和解密的过程,在主程序中通过选择加密还是解密来调用不同函数进行替代密码的加密和解密过程实现;

    3、函数接口:

    加密:int encrypt()

    {

    printf("输入明文:\n");

    scanf("%s",a);

    for(i=0;a[i]!='\0';i++)

    {

    b[i]=a[i]-64;

    }

    printf("输入一位密钥\n");

    scanf("%d",&k);

    printf("\n");

    for(i=0;b[i]!='\0';i++)

    {

    m[i]=(b[i]+k)%26+64;

    }

    printf("%s",&m);

    return 0;

    }

    解密:int decode()

    {

    printf("输入密文:\n");

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    替代密码和置换密码的C语言实现剖析

    实验一

    一、实验名称:替代密码和置换密码的实现

    二、实验目的:通过编程实现替代密码算法和置换密码算法,加深对古典密码体系的了解,为以后深入学习密码学奠定基础。

    三、实验内容:

    A:替代密码

    1、实验原理:使用替代法进行加密,将明文中的字符用其他字符替代后形成密文。最早的替代密码是由Julius Caesar 发明的Caesar (恺撒)密码,又叫循环移位密码。它的加密过程可表示为: E(m) = (m+k ) mod n

    其中,m为明文字母在字母表中的位置数;n为字母表中的字母个数;k为密钥;E(m)为密文字母在字母表中对应的位置数。

    解密算法是:m = D(L) =(L-k)mod 26;

    2、算法设计:使用两个函数分别进行加密和解密的过程,在主程序中通过选择加密还是解密来调用不同函数进行替代密码的加密和解密过程实现;

    3、函数接口:

    加密:int encrypt()

    {

    printf("输入明文:\n");

    scanf("%s",a);

    for(i=0;a[i]!='\0';i++)

    {

    b[i]=a[i]-64;

    }

    printf("输入一位密钥\n");

    scanf("%d",&k);

    printf("\n");

    for(i=0;b[i]!='\0';i++)

    {

    m[i]=(b[i]+k)%26+64;

    }

    printf("%s",&m);

    return 0;

    }

    解密:int decode()

    {

    printf("输入密文:\n");

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    明文:Beijing2008OlympicGames
    密钥:421365
    用$补齐矩阵
    明文的矩阵:
    B e i j i n
    g 2 0 0 8 O
    l y m p i c
    G a m e s $
    对密钥的解释:密钥的第一位是3,就是把明文的第3列放到密文的第一列。
    密文的矩阵:
    i e j B n i
    0 2 0 g O 8
    m y p l c i
    m a e G $ s
    得到的密文:
    i0mme2yaj0peBglGnOc$i8is

    解密:
    将密文如下排列:
    i 0 m m
    e 2 y a
    j 0 p e
    B g l G
    n O c $
    i 8 i s

    按密钥的顺序依次读取每一列中的每一行
    密钥是421365,则先读取第一列中的第4行的B。

    C语言代码:

    #include<stdio.h>
    #include<string.h>
    #include<stdlib.h>
    int main() {
    	int len = 0, row = 0,i = 0,j=0,check=2;
    	char plainText[2048] = { 32 }, temp[2048] = { 32 };
    	char key[10] = { 0 }, tempkey[10] = { 0 };
    	printf("输入原文:\n");
    	scanf("%s", &plainText);
    	printf("原文长度:%d\n", strlen(plainText));
    	printf("加密:0;解密:1\n");
    	scanf("%d", &check);
    	if (check == 0) {       //加密,只需执行1次操作
    		for (i = 0; plainText[i] != '\0'; i++)temp[i] = plainText[i];
    			printf("输入密钥:\n");
    			scanf("%s",&key);
    			len = strlen(key);
    			if (strlen(plainText) % len == 0)row = strlen(plainText) / len;
    			else {
    				row = strlen(plainText) / len + 1;
    				for (; i < row * len; i++)temp[i] = '$';//如果明文长度与矩阵不匹配则添加填充的符号
    			}
    			temp[i] = '\0';
    			for (i = 0; i < len; i++) {
    				tempkey[i] = key[key[i]-'0'-1];
    			}      //这个循环是为了与下面的输出做匹配,修改了密钥的顺序
    			//可以直接在下面改读取明文的方法
    			for (i = 0; i < len; i++)
    			{
    				for (j = 0; j < row; j++) {
    					printf("%c", temp[*(tempkey + i) - '1' + j * len]);
    				}
    			}
    			printf("\n");
    		
    	}
    	else if(check==1){
    		while (1){//使用了循环,在解密时可以多次尝试不同密钥
    			for (i = 0; plainText[i] != '\0'; i++)temp[i] = plainText[i];
    			plainText[i] = '\0';
    			printf("输入密钥:\n");
    			scanf("%s",&key);
    			row = strlen(key);
    			len = strlen(plainText) / row;//这里不需要修改密文,因为密文在原来加密时应该的填充就已经加过了;密钥的长度应该是密文长度的因数
    			for (i = 0; i < len; i++)
    			{
    				for (j = 0; j < row; j++) {
    					printf("%c", temp[(*(key + j)-'1')*len+i]);
    				}
    			}
    			printf("\n");
    		}
    	}
    	else {
    		printf("输入有误!\n");
    		return;
    	}
    }	
    

    代码可能有啰嗦、不合理的地方,欢迎指出

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    LRU   最近最少使用页面置换算法

    思路:

    代码:

    #include<stdio.h>
    #include<string.h>
    
    void Change(int P[],int x,int y){//将p数组中x位置的元素挪到y位置 
    	//我们默认传参进来的 x大于 y  也就是默认往前挪  故不用判断x y大小关系了 
    	int temp= P[x];
    	while(x!=y){  //依次后移 
    		P[x]=P[x-1];
    		x--;
    	} 
    	P[y]=temp;
    } 
    
    int main(){
    	int PageNum[100];
    	int Count[100];
    	int Sum,MaxNum;
    	memset(Count,0,sizeof(Count));
    	scanf("%d",&Sum);//总数 
    	scanf("%d",&MaxNum);//内存可存放页框数量 
    	for(int i=1;i<=17;i++)  //初始化 
    		scanf("%d",&PageNum[i]);	
    	//页面调度
    	int LackPage=0;
    	int q=1,w=1;
    	int flag=0;
    	for(int i=1;i<=Sum;i++){
    		if(i==1){  //第一个必然要直接加入 
    			Count[ PageNum[i] ]++;
    			w++; //此时为第一个 无需考虑内存已满情况 
    			LackPage++;//缺页次数加1 
    		}
    		else{
    			flag=0;
    			for(int j=q;j<w;j++){ 
    				if(PageNum[j]==PageNum[i]){//如果内存中已存在该页面
    					flag=j;//记录该页面位置 
    				}
    			}
    			if(flag!=0){ //内存中已存在该页面,需要把该页面挪到第一个位置 
    				//ps:
    				//若flag-q=0 说明已经是第一个位置了 就不用挪 
    				//所以 小于0  需要挪 
    				if( (flag-q) > 0){  
    					Change(PageNum,flag,q);
    				}
    				q++;//挪完了,直接给他移出去 
    				w++;//把新的加进来 (注意:这里不用判断内存满不满,因为根本没增加数量 
    				Count[ PageNum[i] ]++; //该页面使用次数 +1 
    			}
    			else{//否则就是内存中没有该页面 
    				LackPage++;//先把缺页次数+1
    				//下面开始调页 
    				if(flag==0 && (w-q) < MaxNum){//内存中没有该页面且内存未满 
    					Count[ PageNum[w] ]++;//使用次数加1 
    					w++; //直接加入内存
    				}
    				else{//内存中没有该页面且内存已经满了 
    				     //注意:这里才是这个算法的核心,我们要比较使用次数 
    					flag=q;//flga用于记录使用次数最少的页面位置 
    					       //这里flag初试指向q是有意义的,不能乱改 
    						   //如果大家使用次数都一样,那么q刚好是先进来的那个 
    					for(int j=q+1;j<w;j++){//比较次数 
    						if(Count[ PageNum[j] ] < Count[ PageNum[flag] ] ) 
    							flag=j;//记录最小的 
    					}
    					if(flag==q){//说明使用次数都一样,那就选最先进来的 
    						q++;
    						w++;
    						Count[ PageNum[i] ]++; //该页面使用次数 +1 
    					}
    					else{
    						Change(PageNum,flag,q);//将使用次数最少的挪到最前面 
    						q++;//淘汰使用次数最少的 
    						w++;//加入新的
    						Count[ PageNum[i] ]++; //该页面使用次数 +1 
    					}
    				} 
    			}
    		}
    	} 
    	printf("一共执行了 %d 个页面\n",Sum);
    	printf("内存可以存放 %d 个页面\n",MaxNum);
    	printf("一共缺页 %d 次\n",LackPage);
    	printf("缺页率 %.3f \n",LackPage*1.0/Sum);
    	return 0;
    }
    

     

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