记录--信息安全实验--加密
记录–信息安全实验–加密
一、项目设计目标与要求
1.利用凯撒密码的加密方法编写算法；
1.1、根据对凯撒密码的介绍，自己创建明文信息，编写相应密码算法的实现程序，实现加密和解密操作。（编程语言自选）
1.2、提取出要加密的字符串、密钥，将字符串中毎个字符都取出并进行移位，以实现加密和解密的功能。
2.利用CAP4运算软件比较结果；
2.2、与CAP4的运算结果进行比较，验证你的实验结果是否正确。
- 通过完成实验进一步理解信息加密算法的概念；
密码是实现秘密通讯的主要手段，是隐蔽语言、文字、图象的特种符号。凡是用特种符号按照通讯双方约定的方法把电文的原形隐蔽起来，不为第三者所识别的通讯方式称为密码通讯。在计算机通讯中，采用密码技术将信息隐蔽起来，再将隐蔽后的信息传输出去，使信息在传输过程中即使被窃取或载获，窃取者也不能了解信息的内容，从而保证信息传输的安全。
二、项目设计内容
2.1、凯撒密码：凯撒密码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。加密的过程是将字母表中的字母移动一定位置，从而实现文本的加密。如果将字母表中的字母向右移动2位，则字母A将变为C，字母B将变为D，以此类推，一个明文字符串Hello就被加密成Jgnnq。之后解密，就会返回原字符串。这里，移动的位数2是加密和解密所用的密钥。
2.2、利用凯撒密码设计加密算法：
我们用java代码来实现一个简单的加密算法：
package kaisa1;
public class Kaisapwd {
public static void main(String[] args) {
char str[]= {‘a’,‘b’,‘c’,‘d’,‘e’,‘f’,‘g’,‘h’,‘i’,‘j’,
‘k’,‘l’,‘m’,‘n’,‘o’,‘p’,‘q’,‘r’,‘s’,‘t’,‘u’,‘v’,‘w’,‘x’,‘y’,‘z’};
for(char out:str) {
System.out.print(out+" “);
}
for(int i=0;i<26;i++) {
if(i<23) {
str[i]+=3;
}else {
str[i]-=23;
}
}
System.out.println(”\n");
for(char out:str) {
System.out.print(out+" ");
}
}
}
我们输入字母表，下面按照后移三位的密钥输出结果：
2.3、利用凯撒密码设计解密算法：
package kaisa1;
public class Kaisapwdoff {
public static void main(String[] args) {
char str[]= {‘d’,‘e’,‘f’,‘g’,‘h’,‘i’,‘j’,‘k’,‘l’,
‘m’,‘n’,‘o’,‘p’,‘q’,‘r’,‘s’,‘t’,‘u’,‘v’,
‘w’,‘x’,‘y’,‘z’,‘a’,‘b’,‘c’};
for(char out:str) {
System.out.print(out+" “);
}
for(int i=0;i<26;i++) {
if(i<23) {
str[i]-=3;
}else {
str[i]+=23;
}
}
System.out.println(”\n");
for(char out:str) {
System.out.print(out+" ");
}
}
}
输出结果：
2.4、利用CAP4的运算结果进行比较，验证你的实验结果是否正确：
三、项目设计过程
1．需求分析
我们需要实现两个步骤：第一是通过算法实现凯撒密码的加密与解密；
第二是用CAP4来验证我们输入输出是否正确。
2．实现原理图（模块图）
3．主要实验步骤与技术分析
3.1 编写算法（基于凯撒密码）
package kaisa1;
import java.util.Scanner;
public class Kaisaonoff {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println(“欢迎使用凯撒密码加密解密器！！”);
System.out.println(“A.加密,B.解密,请选择一个”);
//创建Scanner对象
Scanner c=new Scanner(System.in);
//获取字符串
String s1=c.nextLine();
//判断变量s1与A是否相等，忽略大小
if(s1.equalsIgnoreCase(“A”)) {
System.out.println("请输入明文：");
//获取输入的内容
Scanner sc=new Scanner(System.in);
String s=sc.nextLine();
//输入需要往后推算的位数（比如：3==》表示往后推算三位）
System.out.println("请输入密钥:");
Scanner sc1=new Scanner(System.in);
//将下一输入项转换成整型
int key=sc1.nextInt();
//调用加密算法
Encryption(s,key);
}else if(s1.equalsIgnoreCase("B")) {
System.out.println("请输入密文:");
//获取输入的内容
Scanner sc=new Scanner(System.in);
String s=sc.nextLine();
//输入加密时往后推算的位数（比如：3==》表示往后推算三位）
System.out.println("请输入密钥：");
Scanner sc1=new Scanner(System.in);
int key=sc1.nextInt();
//调用解密算法
Decrypt(s,key);
}
}
//解密算法
public static void Decrypt(String str, int n) {
// TODO Auto-generated method stub
//解密算法
int k=Integer.parseInt("-"+n);
String string="";
for(int i=0;i='a'&&c<='z')
{
//移动key%26位
c+=k%26;
if(c<'a')
//向左超界
c+=26;
if(c>'z')
//向右超界
c-=26;
//如果字符串中的某个字符是大写字母
}else if(c>='A'&&c<='Z')
{
//移动key%26位
c+=k%26;
if(c<'A')
//向左超界
c+=26;
if(c>'Z')
//向右超界
c-=26;
}
//将解密后的字符连成字符串
string +=c;
}
System.out.println(str+" 解密后为："+string);
}
public static void Encryption(String str, int k) {
// TODO Auto-generated method stub
//加密算法
String string="";
for(int i=0;i='a'&&c<='z')
{
//移动key%26位
c+=k%26;
if(c<'a')
//向左超界
c+=26;
if(c>'z')
//向右超界
c-=26;
//如果字符串中的某个字符是大写字母
}else if(c>='A'&&c<='Z')
{
//移动key%26位
c+=k%26;
if(c<'A')
//向左超界
c+=26;
if(c>'Z')
//向右超界
c-=26;
}
//将解密后的字符连成字符串
string +=c;
}
System.out.println(str+" 加密后为："+string);
}
}
3.2 代码测试
（1）运行代码：
（2）首先完成明文的加密（我们用i have a dream that one day这个明文来进行测试）：
（3）密钥表示往后推的位数，得到加密后的结果：l kdyh d guhdp wkdw rqh gdb（我们这里选择3位）：
3.3 CAP4测试
（1）打开软件：
（2）我们在上面的方框中输入需要测试的明文数据（i have a dream that one day），然后选择Cipers，在下拉框中选择simper shift：
（3）调出一个对话框，框中输入密钥，也就是后移的位数，在点击加密按钮（Encipher）：
在下面加密好的密文框中我们可以看到结果是：lkdyhdguhdpwkdwrqhgdb，与我们之前代码得到的结果一致。
四、项目设计总结
通过此次实验，我学会了基本的通过凯撒密码实现信息加密的方法，了解了密码是实现秘密通讯的主要手段，是隐蔽语言、文字、图象的特种符号。凡是用特种符号按照通讯双方约定的方法把电文的原形隐蔽起来，不为第三者所识别的通讯方式称为密码通讯。在计算机通讯中，采用密码技术将信息隐蔽起来，再将隐蔽后的信息传输出去，使信息在传输过程中即使被窃取或载获，窃取者也不能了解信息的内容，从而保证信息传输的安全。
在实验中我使用JAVA代码编写了一个完整的凯撒密码加密和解密的算法，要求提取出要加密的字符串、密钥，将字符串中毎个字符都取出并进行移位，以实现加密和解密的功能算法得出的测试结果与CAP4软件结果比对一致。
通过这个实验我也进一步提高了动手能力，在实验中也重新复习了java的一些性质和简单的算法，实践出真知。