双向循环链表：维吉尼亚密码

╰+攻爆jí腚メ 2022-06-01 04:40 267阅读 0赞

# **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

![SouthEast][]

# 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 0
    
    typedef 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DulLInkList
    
    
    DulLinkList 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 -> next
    		while (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->prior
    		while (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+1
    		int 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

![SouthEast 1][]

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