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矩阵加密

发布时间:2022-01-17 14:51:55

A. 置换密钥矩阵加密算法实现与安全性分析

#include<iostream.h>
class SubKey{ //定义子密钥为一个类
public:
int key[8][6];
}subkey[16]; //定义子密钥对象数组

class DES{
int encipher_decipher; //判断加密还是解密
int key_in[8][8]; //用户原始输入的64位二进制数
int key_out[8][7]; //除去每行的最后一位校验位
int c0_d0[8][7]; //存储经PC-1转换后的56位数据
int c0[4][7],d0[4][7]; //分别存储c0,d0
int text[8][8]; //64位明文
int text_ip[8][8]; //经IP转换过后的明文
int A[4][8],B[4][8]; //A,B分别存储经IP转换过后明文的两部分,便于交换
int temp[8][6]; //存储经扩展置换后的48位二进制值
int temp1[8][6]; //存储和子密钥异或后的结果
int s_result[8][4]; //存储经S变换后的32位值
int text_p[8][4]; //经P置换后的32位结果
int secret_ip[8][8]; //经逆IP转换后的密文
public:
void Key_Putting();
void PC_1();
int function(int,int); //异或
void SubKey_Proction();
void IP_Convert();
void f();
void _IP_Convert();
void Out_secret();
};
void DES::Key_Putting() //得到密钥中对算法有用的56位
{
cout<<"请输入64位的密钥(8行8列且每行都得有奇数个1):\n";
for(int i=0;i<8;i++)
for(int j=0;j<8;j++){
cin>>key_in[i][j];
if(j!=7) key_out[i][j]=key_in[i][j];
}
}
void DES::PC_1() //PC-1置换函数
{
int pc_1[8][7]={ //PC-1
,
,
,
,
,
,
,

};
int i,j;
for(i=0;i<8;i++)
for(j=0;j<7;j++)
c0_d0[i][j]=key_out[ (pc_1[i][j]-1)/8 ][ (pc_1[i][j]-1)%8 ];
}
int DES::function(int a,int b) //模拟二进制数的异或运算,a和b为整型的0和1,返回值为整型的0或1
{
if(a!=b)return 1;
else return 0;
}
void DES::SubKey_Proction() //生成子密钥
{
int move[16][2]={ //循环左移的位数
1 , 1 , 2 , 1 ,
3 , 2 , 4 , 2 ,
5 , 2 , 6 , 2 ,
7 , 2 , 8 , 2 ,
9 , 1, 10 , 2,
11 , 2, 12 , 2,
13 , 2, 14 , 2,
15 , 2, 16 , 1
};
int pc_2[8][6]={ //PC-2
14, 17 ,11 ,24 , 1 , 5,
3 ,28 ,15 , 6 ,21 ,10,
23, 19, 12, 4, 26, 8,
16, 7, 27, 20 ,13 , 2,
41, 52, 31, 37, 47, 55,
30, 40, 51, 45, 33, 48,
44, 49, 39, 56, 34, 53,
46, 42, 50, 36, 29, 32
};
for(int i=0;i<16;i++) //生成子密钥
{
int j,k;
int a[2],b[2];
int bb[28],cc[28];
for(j=0;j<4;j++)
for(k=0;k<7;k++)
c0[j][k]=c0_d0[j][k];
for(j=4;j<8;j++)
for(k=0;k<7;k++)
d0[j-4][k]=c0_d0[j][k];
for(j=0;j<4;j++)
for(k=0;k<7;k++){
bb[7*j+k]=c0[j][k];
cc[7*j+k]=d0[j][k];
}
for(j=0;j<move[i][1];j++){
a[j]=bb[j];
b[j]=cc[j];
}
for(j=0;j<28-move[i][1];j++){
bb[j]=bb[j+1];
cc[j]=cc[j+1];
}
for(j=0;j<move[i][1];j++){
bb[27-j]=a[j];
cc[27-j]=b[j];
}
for(j=0;j<28;j++){
c0[j/7][j%7]=bb[j];
d0[j/7][j%7]=cc[j];
}
for(j=0;j<4;j++) //L123--L128是把c0,d0合并成c0_d0
for(k=0;k<7;k++)
c0_d0[j][k]=c0[j][k];
for(j=4;j<8;j++)
for(k=0;k<7;k++)
c0_d0[j][k]=d0[j-4][k];
for(j=0;j<8;j++) //对Ci,Di进行PC-2置换
for(k=0;k<6;k++)
subkey[i].key[j][k]=c0_d0[ (pc_2[j][k]-1)/7 ][ (pc_2[j][k]-1)%7 ];
}
}
void DES::IP_Convert()
{
int IP[8][8]={ //初始置换IP矩阵
58, 50, 42, 34, 26, 18, 10, 2,
60, 52, 44, 36, 28, 20, 12, 4,
62, 54, 46, 38, 30, 22, 14, 6,
64, 56, 48, 40, 32, 24, 16, 8,
57, 49, 41, 33, 25, 17, 9, 1,
59, 51, 43, 35, 27, 19, 11, 3,
61, 53, 45, 37, 29, 21, 13, 5,
63, 55, 47, 39, 31, 23, 15, 7
};
cout<<"你好,你要加密还是解密?加密请按1号键(输入1),解密请按2号键,并确定."<<'\n';
cin>>encipher_decipher;
char * s;
if(encipher_decipher==1) s="明文";
else s="密文";
cout<<"请输入64位"<<s<<"(二进制):\n";
int i,j;
for(i=0;i<8;i++)
for(j=0;j<8;j++)
cin>>text[i][j];
for(i=0;i<8;i++) //进行IP变换
for(j=0;j<8;j++)
text_ip[i][j]=text[ (IP[i][j]-1)/8 ][ (IP[i][j]-1)%8 ];
}

B. 请用矩阵变位法将明文:”computer ”加密,并写出其密文。 密钥: 3×3矩阵,置换: f=((123) (312))

楼主你好~~

密钥为3*3矩阵,置换为f=((1,2,3),(3,1,2)),也就是说将明1列->密3列,明2列->密1列,明3列->密2列。

我们分步进行
1)构造3x3矩阵:

| 1 | 2 | 3 |

| _ | _ | _ |
| _ | _ | _ |
| _ | _ | _ |

2)填入明文:
| 1 | 2 | 3 |

| _ | C | O | <-注意第一个有一个空格
| M | P | U |
| T | E | R |

3)矩阵变位,置换为f=((1,2,3),(3,1,2)):

| 3 | 1 | 2 |

| O | _ | C |

| U | M | P |
| R | T | E |

4)输出密文:
o_cumprte <- 注意_就是空格

其实矩阵变位本质是周期性改变明文段排列的加密方法,属于古典加密中的置换移位加密,这一类中最着名的是维吉尼亚加密法,古典加密还有个分类是替代加密,例如凯撒加密法,古典加密都属于对称加密,都禁受不住字典攻击。

C. 怎样用矩阵加密和解密一段英文

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;

//矩阵数据结构
//二维矩阵
class _Matrix
{
public int m;
public int n;
public float[] arr;

//初始化
public _Matrix()
{
m = 0;
n = 0;
}

public _Matrix(int mm,int nn)
{
m = mm;
n = nn;
}

//设置m
public void set_mn(int mm,int nn)

D. 用MATLAB怎么解密经矩阵加密过的信息

对二义性如何处理?以下是一种处理方式,但是貌似上述字符没有意义
for i=1:length(a)
if i<length(a)&isspace(a(i))
a(i)=[];
end
end
j=1;k=1;
for i=1:length(a)-1
if str2num(a(k))==0
b(j)=' ';
else
if str2num(a(k:k+1))>26
b(j)=char(97+str2num(a(k)));
else
b(j)=char(97+str2num(a(k:k+1)));
k=k+1;
end
end
j=j+1;k=k+1;
if k>length(a) break;end;
end

E. 矩阵加密和解密

去看看矩阵的乘法运算,就清楚了。很简单的乘法运算

F. 【Hill密码加密解密问题】 给定一个长度为n的明文,请问密钥矩阵的维数具体要怎么取

不一定
你可以取一个3维的可逆矩阵
但注意矩阵的行列式的值最好是1
这样可以保证逆矩阵不出现分数

G. 某人向公司发送信息矩阵B,通过公司的加密矩阵A,公司收到的信息矩阵为C(C=AB).C=

因为C=AB,所以C的列向量组可以由A的列向量组线性表示.
又B可逆,所以A=C把矩阵A=CB<sup>-1</sup>.
从而A的列向量组也可以由C的列向量组线性表示.
因此,C的列向量组与C的列向量组是等价的.
故选:B.

H. 求个矩阵加密算法的程序

晕,我原号登陆竟然没有回答框~~!!

是不是楼主对我 (1西方不胜1) 做了限制? 那我也只能回答一部分...

把 生成满秩矩阵以及其逆矩阵 的代码贴上来....

#include "stdio.h"
#include "time.h"
#include "stdlib.h"
#define MAX 8 // 矩阵大小
#define PT 10 // 附矩阵 随机初始值的最大值
#define bianhuan 100 // 由对角线矩阵生成满秩矩阵所需的行变化次数

struct changs // 记录变化的过程, 以便逆过来求其逆矩阵
{
int temp1 ;
int temp2 ;
} change[bianhuan + 1 ] ;

int Matrix[MAX][MAX] ; // 满秩矩阵
int R_matrix[MAX][MAX]; // 逆矩阵

// ***** 生成 满秩矩阵 并求出该满秩矩阵的逆矩阵 ****************************//
void creat()
{
int i , k ;
int flage = 0 ;

for(i = 0 ; i < MAX ; i ++ ) // 生成主对角线矩阵
Matrix[i][i] = R_matrix[i][i] = 1 ;

for(k = 0 ; k < bianhuan ; k ++ ) // 进行 行 随意变化生成满秩矩阵 , 并记录下变化过程
{
int x1 = change[k].temp1 = rand() % MAX ;

int x2 = rand() % MAX ;
while( x2 == x1 ) x2 = rand() % MAX ;

change[k].temp2 = x2 ;
for(i = 0 ; i < MAX ; i ++ )
if( Matrix[x1][i] + Matrix[x2][i] >= 31 ) break ; // 控制矩阵中最大的数的范围在30内

if(i >= MAX )
{
for(i = 0 ; i < MAX ; i ++ )
Matrix[x1][i] += Matrix[x2][i] ;
}
else k-- ,flage ++ ;

if(flage > 2000 ) { k++ ; break ; }
}
for(k-- ; k >= 0 ; k -- ) // 行逆变换, 求出其逆矩阵
{
for( i = 0 ; i < MAX ; i ++ )
R_matrix[ change[k].temp1 ][i] -= R_matrix[ change[k].temp2 ][i] ;

}
return ;
}

int main()
{
int i , j ;
srand(time(0)) ;

creat() ;

printf("加密矩阵为:\n") ;
for(i =0 ; i < MAX ; i ++ )
{
for(j =0 ; j < MAX ; j ++)
printf("%4d " , Matrix[i][j]) ;
printf("\n") ;
}

printf("\n") ;
printf("解密矩阵为:\n") ;
for( i = 0; i < MAX ; i ++ )
{
for(j =0 ; j < MAX ; j ++ )
printf("%4d ",R_matrix[i][j]) ;
printf("\n");
}
return 0 ;
}

如下:是一个测试数据.

加密矩阵为:
14 8 29 30 10 2 14 13
11 8 23 25 6 1 10 8
12 8 26 27 7 3 11 9
7 5 15 15 3 1 5 4
9 6 19 21 7 1 10 9
10 6 21 22 7 2 10 9
8 6 17 18 3 1 6 4
7 6 15 19 5 1 9 7

解密矩阵为:
-2 5 -1 -2 -3 5 -2 -1
-1 5 2 -1 -1 -1 -4 -1
2 -1 2 0 1 -5 0 0
-1 -4 -3 2 1 4 3 1
-3 2 0 -2 2 3 0 -2
-1 1 0 0 -1 2 -1 0
2 4 4 -4 -1 -6 -2 -1
1 -3 -2 4 -1 1 0 2

被加密文件:
=====================================
发往: 刘晓辉 (ACM基地/QT002)
时间: 2007-06-11 星期一 18:58:40 (RSA)(封装)
(文件) player.swf
-------------------------------------

加密后文件:
x xxxx \ \\\\ g gggg 7 7777 R RRRR W WWWW ? ???? E EEEE x xxxx \ \\\\ g gggg 7 7777 R RRRR W WWWW ? ???? E EEEE x xxxx \ \\\\ g gggg 7 7777 R RRRR W WWWW ? ???? E EEEE x xxxx \ \\\\ g gggg 7 7777 R RRRR W WWWW ? ???? E EEEE hh]hv
Q QJQ[ Y YSYd 11.16 G䴗?GQ K KDKU 8858> ;;5;D B9#PIaBP2,@:K2=90F@S9E'#-%-'72B-60):5F0:"-)4"*&!/+7&-%$8-3>H3*!*25*/$.6=. %"+0"( %-4%#$%'?5>nJ6Q1'2V8,C8,6`>1I?4"**$+K2&7.&-P5(;# #<&1" %@(#/+(
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解密后文件:

=====================================
发往: 刘晓辉 (ACM基地/QT002)
时间: 2007-06-11 星期一 18:58:40 (RSA)(封装)
(文件) player.swf
-------------------------------------

I. 利用数学矩阵与希尔密码等知识完成对I like you这句话的加密与解密

比如用矩阵
1 1 0
2 1 1
2 2 1
进行加密

I like you
按列优先排成3行

利用矩阵的乘法
可得加密结果I__U%pyicukk
解密只需求刚才加密矩阵的逆矩阵再相乘即可

J. 矩阵在密码学的运用问题

对密码不熟,代数还可以,我的理解是这样的,首先要将“ALGEBRA”转换为向量c=(1 12 7 5 2 18 1 9 3)。
设A为一个可逆矩阵,与传递的信息大小要相同,这里就是9×9,
则可以c*A或者A*transpose(c)(transpose表示c的转置向量,*为乘法),得到一个行或者列向量。
把得出的行或者列向量作为加密后的信息发出,解密者若知道这一个矩阵A,
如果用的是行向量,则需右乘A的逆矩阵即可得到原来的向量c,再对应到字母A……Z,就为传递的信息;列向量的话就需要左乘矩阵A的逆矩阵。

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