希尔（Hill）密码（C语言）

2024-04-02 19:04:11

希尔（Hill）密码（C语言）

简介

是运用基本矩阵论原理的替换密码，每个字母当作26进制数字：A=0, B=1, C=2… 一串字母当成n维向量，跟一个n×n的矩阵相乘，再将得出的结果mod26。用作加密的矩阵（即密匙）必须是可逆的，否则就不可能译码。只有矩阵的行列式和26互质，才是可逆的。

C语言实现

#include <stdio.h>
#include <string.h>

#define MAX 60

int main()
{
    int K1[2][2] = {0}, K2[2][2] = {0};
    int Temp1[2] = {0}, Temp2[2] = {0};
    char text[MAX] = {0},result[MAX] = {0};
    int T1[MAX] = {0}, T2[MAX] = {0};
    int len, flag=0, temp, temp1, i, j, num=0;

    /**欢迎**/
    printf("--------欢迎使用Hill密码-----------\n");
    printf("请填写明文或者密文\n");
    scanf("%[^\n]",text);
    printf("请选择加密方式，输入1加密，输入2解密\n");
    scanf("%d",&num);
    printf("请输入密钥k（以空格分开的数组）\n");
    for(i=0; i<2; i++)
    {
        for(j=0; j<2; j++)
        {
            scanf("%d", &K1[i][j]);
        }
    }
    if(num == 1){
        /**加密**/
        len = strlen(text);
        // 当长度为奇数时补齐一位
        if(len % 2 == 1)
        {
            text[len] = 'a';
            len = strlen(text);
            flag = 1;
        }
        // 将大写转成小写，并赋值给T1数组
        for(i=0; i<len; i++)
        {
            if(text[i] >= 'A' && text[i] <= 'Z')
            {
                text[i] = text[i] + 32;
            }

            T1[i] = text[i] - 'a';
        }
        // 得到加密后结果，存储在T2中
        for(i=0; i<len; i+=2)
        {
            Temp1[0] = T1[i];
            Temp1[1] = T1[i + 1];
            // Temp2存储密文int值
            Temp2[0] = (Temp1[0] * K1[0][0] + Temp1[1] * K1[1][0]) % 26;
            Temp2[1] = (Temp1[0] * K1[0][1] + Temp1[1] * K1[1][1]) % 26;
            T2[i] = Temp2[0];
            T2[i + 1] = Temp2[1];
        }
        if(flag == 1)
        {
            len = len - 1;
        }
        for(i=0; i<len; i++)
        {
            result[i] = T2[i] + 'a';
        }
        printf("明文%s的密文为:%s\n",text,result);
    }else if(num == 2){
        /**解密**/
        len = strlen(text);
        // 当长度为奇数时补齐一位
        if(len % 2 == 1)
        {
            text[len] = 'a';
            len = strlen(text);
            flag = 1;
        }
        for(i=0; i<len; i++)
        {
            if(text[i] >= 'A' && text[i] <= 'Z')
            {
                text[i] = text[i] + 32;
            }
            T2[i] = text[i] - 'a';
        }
        // 求K的逆
        temp = -1;
        for(i=1; temp < 0; i++)
        {
            temp = (K1[0][0] * K1[1][1] - K1[0][1] * K1[1][0]) + 26 * i;
        }
        i = 1;
        while(1)
        {
            if((temp * i) % 26 == 1)
            {
                temp1 = i;
                break;
            }
            else
            {
                i++;
            }
        }
        K2[0][0] = K1[1][1] * temp1;
        K2[0][1] = (((-1 * K1[0][1]) + 26) * temp1) % 26;
        K2[1][0] = (((-1 * K1[1][0]) + 26) * temp1) % 26;
        K2[1][1] = K1[0][0] * temp1;
        // 得到解密后结果，存储在T2中
        for(i=0; i<len; i+=2)
        {
            Temp2[0] = T2[i];
            Temp2[1] = T2[i + 1];
            // Temp1存储明文int值
            Temp1[0] = (Temp2[0] * K2[0][0] + Temp2[1] * K2[1][0]) % 26;
            Temp1[1] = (Temp2[0] * K2[0][1] + Temp2[1] * K2[1][1]) % 26;
            T1[i] = Temp1[0];
            T1[i + 1] = Temp1[1];
        }
        if(flag == 1)
        {
            len = len - 1;
        }
        for(i=0; i<len; i++)
        {
            result[i] = T1[i] + 'a';
        }
        printf("密文%s的明文为:%s\n",text,result);
    }
    return 0;
}