使用Playfair密码变种加密字符串

一种Playfair密码变种加密方法如下：首先选择一个密钥单词（称为pair）（字母不重复，且都为小写字母），然后与字母表中其他字母一起填入至一个5x5的方阵中，填入方法如下：

1.首先按行填入密钥串。

2.紧接其后，按字母序按行填入不在密钥串中的字母。

3.由于方阵中只有25个位置，最后剩下的那个字母则不需变换。

如果密钥为youandme，则该方阵如下： 

y o u a n

d m e b c

f g h i j

k l p q r

s t v w x

在加密一对字母时，如am，在方阵中找到以这两个字母为顶点的矩形（红色字体）：

y o u a n

d m e b c

f g h i j

k l p q r

s t v w x

 

这对字母的加密字母为该矩形的另一对顶点，如本例中为ob。

请设计程序，使用上述方法对输入串进行加密，并输出加密后的串。

另外有如下规定：

1、一对一对取字母，如果最后只剩下一个字母，则不变换，直接放入加密串中；

2、如果一对字母中的两个字母相同，则不变换，直接放入加密串中；

3、如果一对字母中有一个字母不在正方形中，则不变换，直接放入加密串中；

4、如果字母对出现在方阵中的同一行或同一列，如df或hi，则只需简单对调这两个字母，即变换为fd或ih；

5、如果在正方形中能够找到以字母对为顶点的矩形，假如字母对为am，则该矩形的另一对顶点字母中，与a同行的字母应在前面，在上例中应是ob；同样若待变换的字母对为ta，则变换后的字母对应为wo；

6、本程序中输入串均为小写字母，并不含标点、空格或其它字符。

解密方法与加密相同，即对加密后的字符串再加密，将得到原始串。

要求输入形式如下：

从控制台输入两行字符串，第一行为密钥单词（长度小于等于25），第二行为待加密字符串（长度小于等于50），两行字符串末尾都有一个回车换行符，并且两行字符串均为小写字母，不含其它字符。

在标准输出上输出加密后的字符串。

例如，若输入：

youandme

welcometohangzhou

则表示输入的密钥单词为youandme，形成的正方形如上所示；待加密字符串为welcometohangzhou。在正方形中可以找到以第一对字母we为顶点的矩形，对应另一对顶点字母为vb，因此加密后为vb，同理可找到与字母对lc,et,oh,ho对应的顶点字母对。而字母对om位于上述正方形中的同一列，所以直接以颠倒这两个字母来加密，即为mo，字母对an同理。字母对gz中的z不在上述正方形中，因此原样放到加密串中。最后剩一个字母u也原样输出。

因此输出的结果为：

vbrmmomvugnagzguu

#include 

#define N 5		//方阵大小
char c[N][N];	//方阵

void init(char key[]);
void local(char s,int *x,int *y);
void fun(char str[50],char after[50]);

void main()
{
	//int i,j;
	char pair[25];			//密钥
	char s[50],a[50];		//要加密的字符串和加密以后的字符串
	printf("请输入\n");
	scanf("%s",pair);
	scanf("%s",s);
	init(pair);				//初始化密钥
	fun(s,a);				//加密
	/*
	for (i = 0;i < N; ++i)
	{
		for (j = 0;j < N; ++j)
		{
			printf("%c ",c[i][j]);
		}
		printf("\n");
	}
	*/
	printf("加密后：\n%s\n",a);

}

//加密函数
void fun(char str[50],char after[50])
{
	char *s,*saf;			//指向加密字符串和加密以后字符串的指针
	int x1,y1,x2,y2;		//用于记录字符的坐标
	s = str;
	saf = after;
	//当字符个数大于2时
	while(*s != '\0' && *(s + 1) != '\0')
	{
		//一对字母中的两个字母相同，则不变换，直接放入加密串中
		if (*s == *(s + 1))
		{
			*saf++ = *s++;
			*saf++ = *s++;
		}
		//或的两个字符的坐标
		local(*s,&x1,&y1);
		s++;
		local(*s,&x2,&y2);
		s++;
		//一对字母中有一个字母不在正方形中，则不变换，直接放入加密串中
		if (-1 == x1 || -1 == x2)
		{
			*saf++ = *(s - 2);
			*saf++ = *(s - 1);
		}
		//如果字母对出现在方阵中的同一行或同一列，则只简单对调这两个字母
		else if (x1 == x2 || y1 == y2)
		{
			*saf++ = *(s - 1);
			*saf++ = *(s - 2);
		}
		//如果在正方形中能够找到以字母对为顶点的矩形，则这对字母的加密字母为该矩形的另一对顶点
		else
		{
			*saf++ = c[y1][x2];
			*saf++ = c[y2][x1];
		}
	}
	//最后只剩下一个字母，则不变换，直接放入加密串中
	if (*s != '\0' && *(s + 1) == '\0')
	{
		*saf++ = *s;
	}
	//给加密以后的字符串添加结束的标志
	*saf = '\0';
}

//初始化方阵
void init(char key[])
{
	int i,p;
	char *t;
	char x;
	p = 0;
	t = &c[0][0];
	//按行填入密钥串
	while (key[p] != '\0')
	{
		*t = key[p];
		t++;
		p++;
	}
	//紧接其后，按字母序按行填入不在密钥串中的字母
	i = p;
	for (x = 'a';x <= 'z'; ++x)
	{
		for (p = 0;key[p] != '\0' && key[p] != x; ++p);
		if (p == i)
		{
			if(t != &c[0][0] + 25)		//判断方阵是否已满，不满时则插入
			{
				*t = x;
				t++;
			}
		}
	}
}

//定位字符位置
void local(char s,int *x,int *y)
{
	//查询字符s在方阵中的位置
	int i,j;
	for (i = 0;i < N; ++i)
	{
		for (j = 0;j < N; ++j)
		{
			if (c[i][j] == s)
			{
				*x = j;
				*y = i;
				return;
			}
		}
	}
	//s不在方阵中时，则将s的位置设为（-1，-1）
	*x = -1;
	*y = -1;
}