维吉尼亚加密算法¶
一、简介¶
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。
维吉尼亚密码曾多次被发明。该方法最早记录在吉奥万·巴蒂斯塔·贝拉索（ Giovan Battista Bellaso）于1553年所著的书《吉奥万·巴蒂斯塔·贝拉索先生的密码》（意大利语：La cifra del. Sig. Giovan Battista Bellaso）中。然而，后来在19世纪时被误传为是法国外交官布莱斯·德·维吉尼亚（Blaise De Vigenère）所创造，因此现在被称为“维吉尼亚密码”。
维吉尼亚密码以其简单易用而著称，同时初学者通常难以破解，因而又被称为“不可破译的密码”（法语：le chiffre indéchiffrable）。这也让很多人使用维吉尼亚密码来加密的目的就是为了将其破解。
二、原理¶
Vigengere密码使用一个词组作为密钥，第一个密钥字母加密明文的第一个字母，第二个密钥字母加密明文的第二个字母，等所有密钥字母使用完后，密钥又再循环使用。
- 第一步可以先将密钥的长度拓展到（或者缩减到）和明文 长度一样
- 第二步开始加密，加密的方式一般分为两种
- ①公式加密
- ②查表加密
2.1 公式加密¶
对于第一个公式加密，我们可以如下操作： 加密：\(C_i = P_i + K_i (mod \ 26)\) 解密：\(P_i = C_i - K_i (mod \ 26)\) 其中的 \(C_i\) 表示的是密文的第 \(i\) 个字母， \(P_i\) 表示的是明文的第 \(i\) 个字母， \(K_i\) 表示的是密钥的第 \(i\) 个字母
例如：
P = vigenere
K = key
| \(P_i\) | v | i | g | e | n | e | r | e |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| \(K_i\) | k | e | y | k | e | y | k | e |
| \(C_i\) | f | m | e | o | r | c | a | i |
2.2 查表加密¶
对于每一种加密我们在一个字母表中找到我们 \(P_i\) 和 \(K_i\) 对应的 \(C_i\) 即可，我们可以先用一个二维数组来存储这个字母表，然后我们将每一个字母转化为一个数字，作为查找的下标，然后就能轻松的实现加密的过程，解密的话就反过来就好
例如： 给定字母表：
给出查询的明文 SWPUACM 然后给出密钥：MANGATA
那么我们就能构造出来
| \(P_i\) | S | W | P | U | A | C | M |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| \(K_i\) | M | A | N | G | A | T | A |
| \(C_i\) | E | W | C | A | A | V | M |
三、例题¶
题目链接： http://acm.mangata.ltd/p/P2030
四、代码¶
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define ll long long
#define mod 26
#define endl "\n"
#define PII pair<int,int>
#define INF 0x3f3f3f3f
void Vigenere(string P,string K){
string C = "";
int len1 = P.size(),len2 = K.size();
for(int i = 0; i < len1; ++i) {
int pos = ((P[i]-'A') + (K[i % len2] - 'A')) % mod;
C += char('A' + pos);
}
cout<<"The Vigenere ciphertext = "<<C<<endl;
}
int main()
{
string P,K;
cout<<"Please input the plaintext"<<endl;//Encryption key
cin>>P;
cout<<"Please input the Encryption key"<<endl;
cin>>K;
transform(P.begin(),P.end(),P.begin(), ::toupper);
transform(K.begin(),K.end(),K.begin(), ::toupper);
Vigenere(P,K);
return 0;
}