维吉尼亚密码

维吉尼亚密码（又译维热纳尔密码）是使用一系列凯撒密码组成密码字母表的加密算法，属于多表密码的一种简单形式。

【加密原理】

明文：I Love You

密钥：OK

        首先，密钥长度需要与明文长度相同，如果少于明文长度，则重复拼接直到长度相等。本例中，明文长度为8个字母（非字母忽略），密钥补全为“OKOKOKOK”。

      然后根据密码表进行加密。明文第一个字母是“I”，密钥第一个字母是“O”，在表格中找到“I”列与“O”行的相交点，字母“W”就是密文的第一个字母。同理，“L”列与“K”行交点字母是“V”。“O”列与“O”行交点字母是“C”……以此类推，得到密文： W VCFS ICE。     

【解密原理】

密文：PWZRNZBZ EA NQKBUHN LNB

密钥：wind

        首先把密钥重复拼接到和密文长度相同，上例中密文为20位字母，密钥拼接后为：windwindwindwindwind。

        密文P对应密钥W，在密码表中找出W行为P的列，沿着这一列向上找到最上面的字母是T。以此类推，得到明文：tomorrow is another day。

【卡西斯基试验】是基于类似的常用单词有可能被同样的密钥字母进行加密，从而在密文中重复出现。例如，明文中不同的CRYPTO可能被密钥ABCDEF加密成不同的密文：

密钥：ABCDEF   AB  CDEFA   BCD   EFABCDEFABCD

明文：CRYPTO  IS    SHORT   FOR  CRYPTOGRAPHY

密文：CSASXT   IT    UKSWT  GQU  GWYQVRKWAQJB

此时明文中重复的元素在密文中并不重复。然而，如果密钥相同的话，结果可能便为（使用密钥ABCD）：

密钥：ABCDAB  CD  ABCDA   BCD   ABCDABCDABCD

明文：CRYPTO  IS   SHORT   FOR   CRYPTOGRAPHY

密文：CSASTP  KV  SIQUT    GQU   CSASTPIUAQJB

此时卡西斯基试验就能产生效果。对于更长的段落此方法更为有效，因为通常密文中重复的片段会更多。如通过下面的密文就能破译出密钥的长度：

密文：DYDUXRMHTVDVNQDQNWDYDUXRMHARTJGWNQD

其中，两个DYDUXRMH的出现相隔了18个字母。因此，可以假定密钥的长度是18的约数，即长度为18、9、6、3或2。而两个NQD则相距20个字母，意味着密钥长度应为20的约数，20、10、5、4或2。取两者的交集，则可以基本确定密钥长度为2。

一旦能够确定密钥的长度，密文就能重新写成多列，列数与密钥长度对应。这样每一列其实就是一个凯撒密码，而此密码的密钥（偏移量）则对应于维吉尼亚密码密钥的相应字母。与破译凯撒密码类似的方法，就能将密文破译。

【C++实现】

#include 
using namespace std;
#define MINCHAR 32 
#define CHARSUM 94 
char table[CHARSUM][CHARSUM];
bool Init();
bool Encode(char* key, char* source, char* dest);
bool Dncode(char* key, char* source, char* dest);
int main()
{
	if (!Init())
	{
		cout << "初始化错误！" << endl;
		return 1;
	}
	char key[256];
	char str1[256];
	char str2[256];
	int operation;
	while (1)
	{
		do
		{
			cout << "请选择一个操作：1. 加密； 2. 解密； -1. 退出\n";
			cin >> operation;
		} while (operation != -1 && operation != 1 && operation != 2);
		if (operation == -1)
			return 0;
		else if (operation == 1)//加密 
		{
			cout << "请输入密钥：";
			cin >> key;
			cout << "请输入待加密字符串：";
			cin >> str1;
			Encode(key, str1, str2);
			cout << "加密后的字符串：" << str2 << endl;
		}
		else if (operation == 2)//解密 
		{
			cout << "请输入密钥：";
			cin >> key;
			cout << "请输入待解密字符串：";
			cin >> str1;
			Dncode(key, str1, str2);
			cout << "解密后的字符串：" << str2 << endl;
		}
		cout << endl;
	}
	return 0;
}
// 初始化维吉尼亚方阵 
bool Init()
{
	int i, j;
	for (i = 0; i < CHARSUM; i++)
	{
		for (j = 0; j < CHARSUM; j++)
		{
			table[i][j] = MINCHAR + (i + j) % CHARSUM;
		}
	}
	return true;
}
// 加密 
// key：密钥 
// source：待加密的字符串 
// dest：经过加密后的字符串 
bool Encode(char* key, char* source, char* dest)
{
	char* tempSource = source;
	char* tempKey = key;
	char* tempDest = dest;
	do
	{
		*tempDest = table[(*tempKey) - MINCHAR][(*tempSource) - MINCHAR];
		tempDest++;
		if (!(*(++tempKey)))
			tempKey = key;
	} while (*tempSource++);
	dest[strlen(source)] = 0;
	return true;
}
// 解密 
// key：密钥 
// source：待解密的字符串 
// dest：经过解密后的字符串 
bool Dncode(char* key, char* source, char* dest)
{
	char* tempSource = source;
	char* tempKey = key;
	char* tempDest = dest;
	char offset;
	do
	{
		offset = (*tempSource) - (*tempKey);
		offset = offset >= 0 ? offset : offset + CHARSUM;
		*tempDest = MINCHAR + offset;
		tempDest++;
		if (!(*(++tempKey)))
			tempKey = key;
	} while (*++tempSource);
	dest[strlen(source)] = 0;
	return true;
}