Падіння у невагомість
Головна » C++ Builder: аффинный шифр и его реализация

C++ Builder: аффинный шифр и его реализация

В данной заметке я планирую кратко рассказать об аффинном шифре, а также о реализации программы шифрования и дешифрования на C++ Builder.

В качестве примера буду использовать латинский алфавит. Так что если вы нуждаетесь в шифровании кириллических символов, то, прежде всего, учтите, что кириллица содержит большее количество букв.

Начну, пожалуй, с того, что аффинная криптосистема определяется при помощи двух целых чисел: a и b. При этом 0 ≤ а, b ≤ 25. Верхняя граница обусловлена количеством букв в латинском алфавите (для тех, кто не в курсе – их 26). Кроме того, эти числа взаимно просты. В таком шифре заменой для буквы а будет jа + b (mod 26). При этом j представляет собой вес места расположения буквы в алфавите. Здесь нам предстоит работать с числовыми кодами букв. Отмечу, что все арифметические действия выполняются по модулю числа 26 (это количество букв в латинском алфавите). К примеру, если а = 3 и b = 5, то получаем следующее соответствие для числовых кодов букв (см. таблицу ниже).

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
5 8 11 14 17 20 23 0 3 6 9 12 15
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
18 21 24 1 4 7 10 13 16 19 22 25 2

Когда декодируем числа в буквы, получим следующее соответствие для букв (см. таблицу ниже).

a b c d e f g h i j k l m
f i l o r u x a d g j m p
n o p q r s t u v w x y z
s v y b e h k n q t w z c

Таким образом, исходное сообщение noteverysteambathissauna зашифруется в svkrqrezhkrfpifkadhhfnsf.

Условие взаимной простоты пары чисел а и b необходимо для обеспечения биективности отображения f(а) = jа + b. Если мы рассмотрим отображение 10a+1, где данное условие не выполняется, то буквы a и n обе отображаются в b и, следовательно, b может быть расшифрована и как a, и как n. С другой стороны, нет числового кода отображаемого в o, и, следовательно, o не требуется в алфавите подстановок. Легко найти все пары букв, отображаемых в одну и ту же букву так же, как и все буквы, не требующиеся в алфавите подстановок.

В общем, с теорией покончено. Перейдем к практике.

Первым делом создаем массив, содержащий латинский алфавит (путем посимвольного разбиения строки):

sh="abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
for(int i=1;i<27;i++)
 alf[i]=sh.SubString(i,1);

где alf [] – латинский алфавит.

Далее переходим к созданию массива соответствующих кодирующих букв:

for(int j=1;j<27;j++)
 {
  if((b+a*(j-1))>25)
  {int f=(b+a*(j-1))/26;
  shifr[j]=alf[b+1+a*(j-1)-26*f];
  }
  else shifr[j]=alf[b+1+a*(j-1)];
 }

где shifr [] – шифрующий алфавит.

Сам же процесс кодировки полученной строки может быть выполнен так:

  for(int i;i

где len – длина исходной строки;


ich [] – исходный массив символов;


kod [] – результирующий массив символов. 


Вот и все, собственно говоря. Пост о дешифровке создам в другой раз (если нужно, ессно).


UPD


Пост о дешифровке аффинного шрифта находится здесь.
Попередній запис X-фактор кастинг в Одессе
Наступний запис Укрпочта и Bon prix: дружба?..

femil

Пов’язані записи

43 коментарі до “C++ Builder: аффинный шифр и его реализация”

  1. ошибка:”request for member “SubString” in something not structure or union”
    как это решить (код адаптировал по C#)?

    Відповіcти

    1. Вы бы код привели. Так сложно что-то сказать, кроме как: компилятор уверяет, что данные не структура )

      Відповіcти

  2. Собсно берётся всё, что выше… (код дорабатывается, так что это черновик)

    #include
#include
main()
{
int a,b,i,j,len;
 char sh, str, alf[i], shifr[i], ich[i], kod[i]; 
  sh="abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
  str="abc";
  a=3; b=4;
  for (i=1; i<27; i++)
    alf[i]=sh.SubString(i,1);//разделение строки на символы
  for (j=1; j25)
  {int f=(b+a*(j-1))/26;
  shifr[j]=alf[b+1+a*(j-1)-26*f];
  }
  else shifr[j]=alf[b+1+a*(j-1)];
 }
 for(i; i<len+1; i++) 
   ich[i]=str.SubString(i,1);
  for(i=1; i<len+1; i++)
  {
   for(j=1; j<27; j++)
   {
    if(ich[i]==alf[j])
    {
            kod[i]=shifr[j];
            j++;
            printf();//при a=3, b=4 abc=EHK
    }
   }
  }
}
    Відповіcти

    1. Попробуйте расширить тип данных для строковых переменных, т.е. в строке 6 вместо char сделать String. Вот так:

      String sh, str, alf[i], shifr[i], ich[i], kod[i];
      Відповіcти

  3. Ещё раз уточняю: я делаю на C#. Там емнип String’а нет, как альтернатива ему выступает char.

    Відповіcти

    1. Ммм…. вы уверены?
      Только что погуглила – первый результат http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/362314fe.aspx. Все же попробуйте расширить строковый тип данных.

      Відповіcти

  4. В том и дело, что попробовал в точности, как вы предложили, но string даже не идентифицируется как тип(

    Відповіcти

    1. может какую библиотеку нужно подключать?) И string, кстати, с большой буквы пишется.

      Відповіcти

        1. Тогда с маленькой попробуйте. Должен ведь работать)

          Оу, нашла еще один момент – где определение длины строки? Например, такое:

            int len=str.Length();
          Відповіcти

        2. или (еще вариант) вместо разбиения строки при помощи SubString использовать прямое обращение к элементу массива, например

          alf[i]=sh[i]

          &&

          ich[i]=str[i];

          в строках 11 и 19 соответственно.

          Відповіcти

  5. a=3; b=4;
    len=str.Length; // определение длины строки
    Console.Write(len);
    for (i = 1; i < 27; i++)
    {
    alf[i] = sh[i];//sh.SubString(i,1); //разделение строки на символы
    for (j = 1; j 25)
    {
    int f = (b + a * (j – 1)) / 26;
    shifr[i] = alf[b + 1 + a * (j – 1) – 26 * f];
    }
    else shifr[i] = alf[Math.Abs(b + 1 + a * (j – 1))];

    в последней строке индекс выходит за границы массива, что бы это могло значить?

    ps
    С предыдущими вопросами разобрался – стандарт C# (в CodeBlox) действительно не поддерживает строки, однако в MS Visual Studio 2010 есть. Сейчас в этой среде и работаю.

    Відповіcти

    1. > в последней строке индекс выходит за границы массива, что бы это могло значить?

      Дык, как объявили массив, такого он и размера – ноль и в Африке ноль. Либо пропишите определенное количество символов изначально (например так:

      String alf [26],shifr[26],sh,str2;

      ), либо объявите динамический массив – я о них писала где-то здесь

      Відповіcти

  6. Он был объявлен. Динамический массив не помогает, в случае, когда строка закомментирована индекс выходит за границы в строке shifr[i] = alf[b + 1 + a * (j – 1) – 26 * f];.

    int a, b, i, j, len; //a,b- ключи, i,j- счетчики, len- длина исходной строки
    char [] sh = {‘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’};
    char [] str = {‘a’,’b’,’c’};
    char [] alf = {‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘};
    //char [] shifr = {‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘};
    char [] shifr = new char[26];
    char [] ich = {‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘};
    char [] kod = {‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘};
    /* sh- строка для создания алфавита, str-строка которая шифруется, alf-алфавит, shifr-шифр.алфавит, ich – исх. символы, kod – кодир.символы
    */
    a=3; b=4;
    len=str.Length; // определение длины строки
    Console.Write(len);
    for (i = 1; i < 27; i++)
    {
    alf[i] = sh[i];//sh.SubString(i,1); //разделение строки на символы
    for (j = 1; j 25)
    {
    int f = (b + a * (j – 1)) / 26;
    shifr[i] = alf[b + 1 + a * (j – 1) – 26 * f];
    }

    else shifr[i] = alf[b + 1 + a * (j – 1)];
    //Console.Write(alf);
    }
    }
    for(i=1; i<len+1; i++) //кодировка строки
    ich=str;//.SubString(i,1);
    for(i=1; i<len+1; i++)
    {
    for(j=1; j<27; j++)
    {
    if(ich[i]==alf[j])
    {
    kod[i]=shifr[j];
    j++;
    Console.Write(kod);//при a=3, b=4 abc=EHK

    Он был объявлен. Динамический массив не помогает, в случае, когда строка закомментирована индекс выходит за границы в строке shifr[i] = alf[b + 1 + a * (j – 1) – 26 * f];.

    Відповіcти

    1. В приведенном вами коде я динамического массива не вижу. Мало того, я не понимаю зачем вы используете такого рода конструкцию:
      char [] alf = {‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘};
      и да – вам нужно 26 элементов, а в конструкции их меньше. Посчитайте. Отсюда и переполнение в первом же цикле.

      Відповіcти

  7. ОГРОМНОЕ Вам человеческое спасибо, что отзывались!

    Привожу полный рабочий код, может кому пригодится;)

    using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace ConsoleApplication1
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Console.WriteLine(«KEY:»);
int a, b, i, j, len; //a,b- ключи, i,j- счетчики, len- длина исходной строки
Console.WriteLine(«A:»);
a = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
Console.WriteLine(«B:»);
b = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());

char[] sh = { ‘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’ };
//char[] str ; //;// = { ‘a’, ‘b’, ‘c’, ‘d’, ‘e’ };
char[] alf = { ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘,};
char[] shifr = { ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘ };
char[] ich = { ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘ };
char[] kod = { ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘, ‘ ‘ };
string str; // строка, в которую считываем сообщение
Console.WriteLine(«Message:»);
str = Console.ReadLine();

//a = 3; b = 4;
len = str.Length; // определение длины строки и её вывод
Console.WriteLine(«Lenght of your message:»);
Console.WriteLine(len);

//char[] str2 = new char[len];
for (i = 0; i < 26; i++)

alf[i] = sh[i]; //посимвольная передача алфавита
for (j = 0; j < 26; j++)
{
shifr[j] = alf[(b + a * (j)) % 26]; // формула по которой происходит шифрование
}
Console.WriteLine("ALF:");
Console.WriteLine(alf);
Console.WriteLine("SHIFR:");
Console.WriteLine(shifr);

for (i = 0; i < len; i++) //кодировка строки
ich[i] = str[i];
for (i = 0; i < len+1; i++)
{
for (j = 0; j < 26; j++)
{
if (ich[i] == alf[j])
{
kod[i] = shifr[j];
j++;
} //if
} //for
} //for
Console.WriteLine("KOD:");
Console.WriteLine(kod); //при a=3, b=4 abc=ehk

for (int x = 0; x < 26; x++) // дешифровка: сборка шифр алфавита
alf[x] = sh[x];

for (int y = 0; y < 26; y++)
{
shifr[y] = alf[(b + a * (y)) % 26];
}
for (int x = 0; x < len; x++) // непосредственно дешифровка
ich[x] = kod[x];
for (int x = 0; x < len + 1; x++)
{
for (int y = 0; y < 26; y++)
{
if (ich[x] == shifr[y])
{
kod[x] = alf[y];
y++;

}
}
}
// for (int x = 0; x < len+1; x++)
// str2[len-1] = kod[x];
Console.WriteLine("DEKOD:");
//Console.Write(str2);
Console.WriteLine(kod);
Console.ReadLine();
} //main
}
}

    ps
    Постараюсь больше не тревожить... Разве что другие шифры разбирать будете;)

    Відповіcти

    1. Пожалуйста. Заходите еще )))
      В принципе, я планирую разобрать шифр Плейфера и Вижинера =)

      Відповіcти

      1. Если вы таки провели разбор шифра Виженера, не могли бы вы поделиться ссылкой?

        Відповіcти

  8. Доброе времени суток! Вы не могли бы подсказать как можно реализовать Аффинный рекуррентный шифр. Заранее благодарен.

    Відповіcти

    1. Доброе )
      В статье (двух, если точнее) именно он разобран: аффинный рекурентный шифр = аффинный шифр, т.е. это одно и то же.

      Відповіcти

      1. Ну просто мне говорили, что их различие заключается в том, что в аффинном рекуррентном шифре для каждого символа открытого текста вычисляется новое ключевое значение на основе предыдущего.

        Відповіcти

        1. Вы точно говорите о шифре подстановки (которым является аффинный)?
          Просто вот это

          для каждого символа открытого текста вычисляется новое ключевое значение на основе предыдущего

          совсем не вяжется с данным видом шифров.

          Відповіcти

          1. Вот что я сказал это и есть отличие аффинного рекуррентного шифра от аффинного шифра.

          2. Я так полагаю что вы мне ничем не можете помочь???

          3. Выкладывайте СВОИ наработки, уточните что на основе чего генерируется в вашем таинственном “Афинном рекуррентном шифре”. Или вы предлагаете разобраться в чем-то что “вам сказали” да ещё и программу написать?

          4. Да, мне надо в этом разобраться и написать программу. Но дело в том, что я не силен в программировании(((

          5. Еще раз: аффинный шифр является одним из шифров подстановки – алфавит шифрации един для любого шифруемого символа, т.е. он не изменяется в процессе шифрования. То, о чем вы говорите, это не аффинный шифр.

            Я так полагаю что вы мне ничем не можете помочь???

            И как уже ниже сказали: для того, чтоб помочь – нужно видеть, что уже сделано.

  9. Здравствуйте)Помогите пожалуйста. Вроде делала все как у Вас в инструкции, но почему-то неправильно работает(
    Алфавит почему-то не как у Вас(не смотря на то, что а=3,b=5, без одной буквы, и в закодированном слове буквы тоже не все..
    пишу на с++ в code::blocks

    #include 
#include 
using namespace std;

int main()
{
   string sh ="abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
    int i,j,a,b,f,len;
  string alf[26],shifr[26],ich[26],str1,kod[26];

cout << sh << 'n';
    for(int i=1;i<27;i++)
        alf[i]=sh.substr(i,1);

a=3; b=5;

    for(int j=1;j25)
        {
            int f=(b+a*(j-1))/ 26;
            shifr[j]=alf[b+1+a*(j-1)-26*f];
        }
        else shifr[j]=alf[b+1+a*(j-1)];
    }

for(int j=1;j<27;j++)
    cout << shifr[j];

cout << "n" <> str1;
len = str1.length();

cout << "v texte " << len <<" simvolov"<< 'n';
cout << "shifr:"<< 'n';

  for(int i=1;i<(len+1);i++)
    ich[i]=str1.substr(i,1);
  for(int i=1;i<len+1;i++)
  {
    for(int j=1;j<27;j++)
    {
        if(ich[i]==alf[j])
        {
            kod[i]=shifr[j]; //cout << kod[i];
            j++;
        }
    }
  }

for(int i=1;i<len;i++)
  cout << kod[i];

    return 0;
}

    Скриншот выполнения:
    http://s017.radikal.ru/i431/1412/ff/c9cfdf6889db.png

    Відповіcти

  10. Глючно отобразился код, жалко, что нельзя отредактировать сообщение. Попробую код без тега:
    #include
    #include
    using namespace std;

    int main()
    {
    string sh =”abcdefghijklmnopqrstuvwxyz”;
    int i,j,a,b,f,len;
    string alf[26],shifr[26],ich[26],str1,kod[26];

    cout << sh << 'n';
    for(int i=1;i<27;i++)
    alf[i]=sh.substr(i,1);

    a=3; b=5;

    for(int j=1;j25)
    {
    int f=(b+a*(j-1))/ 26;
    shifr[j]=alf[b+1+a*(j-1)-26*f];
    }
    else shifr[j]=alf[b+1+a*(j-1)];
    }

    for(int j=1;j<27;j++)
    cout << shifr[j];

    cout << "n" << "vvedi text bez probelov: " <> str1;
    len = str1.length();

    cout << "v texte " << len <<" simvolov"<< 'n';
    cout << "shifr:"<< 'n';

    for(int i=1;i<(len+1);i++)
    ich[i]=str1.substr(i,1);
    for(int i=1;i<len+1;i++)
    {
    for(int j=1;j<27;j++)
    {
    if(ich[i]==alf[j])
    {
    kod[i]=shifr[j]; //cout << kod[i];
    j++;
    }
    }
    }

    for(int i=1;i<len;i++)
    cout << kod[i];

    return 0;
    }

    Відповіcти

      1. Доброй ночи. К сожалению, исходники погибли вместе со старым винтом ((( Сейчас уже копирую исходник сразу к записи, но старые утеряны безвозвратно ;(

        Відповіcти

        1. огромная печаль((…может быть у вас где-нибудь завалялся расширенный алгоритм евклида?(на с++) или другие шифры =) попытка не пытка..может мне повезет =)

          Відповіcти

          2. нет. именно расширенный алгоритм евклида, его используют для того чтобы найти обратное значение при дешифрации афинного шифра.

          3. (((
            к сожалению, нету.

            Про метод Гронсфельда написала, потому что нашла реализованным. Надо, наверно, пост о нем наваять =)

  11. Помощь уже не нужна, написала по-другому. Простите за беспокойство, удачи Вам)

    Відповіcти

  12. Здравствуйте, помогите пожалуйста реализовать шифр Playfair в с++ или в JavaScript

    Відповіcти

  13. Подскажите что не так с программой?
    #include
    #include
    #include

    using namespace std;

    int main();
    {

    int a,b,i,j,len;
    String sh, str, alf[i], shifr[i], ich[i], kod[i];
    sh=”abcdefghijklmnopqrstuvwxyz”;
    for (int i=1; i<27; i++)
    alf[i]=sh.SubString(i,1); //разделение строки на символы
    str="abc";
    a=3; b=5;

    for ( int j=1; j25)
    int f=(b+a*(j-1))/26;
    shifr[j]=alf[b+1+a*(j-1)-26*f];
    }
    else shifr[j]=alf[b+1+a*(j-1)];
    }
    for(int i; i<len+1; i++)
    ich[i]=str.SubString(i,1);
    for(int i=1; i<len+1; i++)
    {
    for(int j=1; j<27; j++)
    {
    if(ich[i]==alf[j])
    {
    kod[i]=shifr[j];
    j++;
    printf();//при a=3, b=5 abc=EHK
    }
    }
    }

    {

    for(int i=1;i<len;i++)
    cout << kod[i];

    return 0;
    }
    Выводит ошибку expected unqualified id before '{' token

    Відповіcти

    1. String sh, str, alf[i], shifr[i], ich[i], kod[i];
      Вот здесь у вас динамические массивы, но созданы они неверно. Либо создавайте правильно, либо сразу указывайте размерность.

      Відповіcти

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *

Повернутись до верху