物流业网站建设方案实验总结2022手机能看的你们知道

物流业网站建设方案实验总结,2022手机能看的你们知道,徐州seo外包公司,最适合穷人的四种保险一、项目背景详细介绍在现代密码学研究中#xff0c;虽然我们主要使用对称加密算法#xff08;如 AES#xff09;、非对称加密算法#xff08;如 RSA、ECC#xff09;、哈希函数、认证协议等#xff0c;但在密码学历史发展过程中#xff0c;早期的加密方式#xff08;称…一、项目背景详细介绍在现代密码学研究中虽然我们主要使用对称加密算法如 AES、非对称加密算法如 RSA、ECC、哈希函数、认证协议等但在密码学历史发展过程中早期的加密方式称为古典密码学占据重要地位例如凯撒密码Caesar Cipher维吉尼亚密码Vigenère Cipher替换密码Substitution Cipher换位密码Transposition Cipher而在替换密码族中非常重要的一类便是仿射密码Affine Cipher它是对凯撒密码的扩展通过在模 26 下对字符进行一次线性变换来实现加密与解密。仿射密码形式化表达为由于计算简单、结构明确仿射密码是密码学课程中常见的教学案例同时也常用于入门级密码算法实现训练。本项目的目标是利用纯 C 语言实现一个完整可用、带加密与解密、支持大小写字母、保留非字母字符的仿射密码程序并包含完整技术讲解、算法实现、测试程序与扩展方向讨论。二、项目需求详细介绍为了让程序具有工程级可用性需要严格定义项目需求。以下为本项目的功能需求与工程约束。1. 功能性需求实现仿射加密Encryption输入明文字符串 P输入密钥参数 a、b输出密文字符串 C实现仿射解密Decryption输入密文字符串 C输入相同的 a、b能正确恢复明文 P支持大小写字母保持大小写一致大写 A–Z 映射到 0–25小写 a–z 映射到 0–25输出保持大小写不变非字母字符保持不变数字、标点、空格全部原样输出检测参数合法性a 必须与 26 互素否则无逆元b 可以取任何整数内部会模 26 处理包含命令行模式与交互模式可使用命令行./affine enc a b text无参数时进入交互式运行具有完善的注释、教学性结构与可复用性3. 设计目标简洁性不依赖任何第三方库可读性所有算法清晰可理解正确性能正确加解密所有包含字母的文本可扩展性后续易扩展到 Unicode 或任意字符表三、相关技术详细介绍为了高质量实现仿射密码需要掌握以下几项基础技术ASCII 编码、模运算、模逆求解、字符分类等。以下对相关知识进行系统讲解。1. 字母映射与 ASCII 编码在 ASCII 中字符ASCII范围映射A–Z65–90映射到 0–25a–z97–122映射到 0–25映射方式为大写P ch - A小写P ch - a同理从数字映射回字母大写ch A P小写ch a P这个方法是所有古典密码实现的核心基础。2. 仿射加密公式其中a为乘法变换系数b为平移偏移量对每个字母的数字编号都有如下线性变换。可用的 a 值为a是否可逆1√3√5√7√9√11√15√17√19√21√23√25√不能用a原因2与 26 公因数为 24gcd26gcd210gcd213gcd13本项目使用扩展欧几里得算法Extended Euclidean Algorithm求逆元 a⁻¹。4. 扩展欧几里得算法Extended GCD扩展欧几里得算法可以求解axbygcd(a,b)ax by gcd(a, b)axbygcd(a,b)如果 gcd(a,26)1则 x 即为 a 的模逆做一次取模。我们将其封装为函数mod_inverse(a,26,inv)。5. 字符处理保持大小写与非字母字符本项目中AZ 使用独立的 025 映射az 使用独立的 025 映射非字母不变这是为了保持原文结构与可读性。6. 模运算正数化处理C 语言的%会产生负值因此需要手写int mod_pos(int x, int m) { int r x % m; return (r 0) ? r m : r; }这保证了所有 mod 运算落在 025 区间内。四、实现思路详细介绍实现步骤如下读取参数a,b,字符串校验 a 是否与 26 互素加密判断字符种类大写、小写、非字母字母映射到数字 P应用公式 C (aP b) % 26映射回字母解密求 a 的模逆 a⁻¹P a⁻¹(C - b) % 26输出转换后的字符串支持命令行或交互模式整个流程结构清晰、逻辑简单、易读易懂非常适合作为 C 语言工程初学者实现练习。五、完整实现代码/******************************************************************** * 文件affine_cipher.c * 功能实现仿射密码Affine Cipher的加密与解密大小写保持 * 作者ChatGPT 用于教学与博客文章 ********************************************************************/ #include stdio.h #include stdlib.h #include string.h #include ctype.h /******************************************************************** * 函数名称mod_pos * 作用计算 x mod m 的正值代表将负数结果转换成 0~m-1 的合法范围 ********************************************************************/ static int mod_pos(int x, int m) { int r x % m; return (r 0) ? r m : r; } /******************************************************************** * 扩展欧几里得算法用来求 ax by gcd(a, b) ********************************************************************/ static int extended_gcd(int a, int b, int* x, int* y) { if (b 0) { if (x) *x (a 0 ? 1 : -1); if (y) *y 0; return abs(a); } int x1, y1; int g extended_gcd(b, a % b, x1, y1); if (x) *x y1; if (y) *y x1 - (a / b) * y1; return g; } /******************************************************************** * 函数名称mod_inverse * 作用求 a 在模 m 下的逆元若有逆元写入 *inv返回 1否则返回 0 ********************************************************************/ static int mod_inverse(int a, int m, int* inv) { int x, y; int g extended_gcd(a, m, x, y); if (g ! 1) return 0; // 不互素无逆元 if (inv) *inv mod_pos(x, m); return 1; } /******************************************************************** * 函数名称valid_a * 作用判断 a 是否与 26 互素 ********************************************************************/ static int valid_a(int a) { int x, y; return extended_gcd(a, 26, x, y) 1; } /******************************************************************** * 添加仿射加密变换单字符 ********************************************************************/ static char affine_encrypt_char(char ch, int a, int b) { if (isupper((unsigned char)ch)) { int p ch - A; int c mod_pos(a * p b, 26); return A c; } else if (islower((unsigned char)ch)) { int p ch - a; int c mod_pos(a * p b, 26); return a c; } return ch; // 非字母不变 } /******************************************************************** * 添加仿射解密变换单字符 ********************************************************************/ static char affine_decrypt_char(char ch, int a_inv, int b) { if (isupper((unsigned char)ch)) { int c ch - A; int p mod_pos(a_inv * (c - b), 26); return A p; } else if (islower((unsigned char)ch)) { int c ch - a; int p mod_pos(a_inv * (c - b), 26); return a p; } return ch; } /******************************************************************** * 仿射加密整个字符串返回新字符串需 free ********************************************************************/ static char* affine_encrypt_str(const char* in, int a, int b) { size_t n strlen(in); char* out (char*)malloc(n 1); if (!out) return NULL; for (size_t i 0; i n; i) out[i] affine_encrypt_char(in[i], a, b); out[n] \0; return out; } /******************************************************************** * 仿射解密整个字符串返回新字符串需 free ********************************************************************/ static char* affine_decrypt_str(const char* in, int a, int b) { int a_inv; if (!mod_inverse(a, 26, a_inv)) return NULL; // 无逆元无法解密 size_t n strlen(in); char* out (char*)malloc(n 1); if (!out) return NULL; for (size_t i 0; i n; i) out[i] affine_decrypt_char(in[i], a_inv, b); out[n] \0; return out; } /******************************************************************** * main 部分支持命令行模式和交互模式 ********************************************************************/ int main(int argc, char* argv[]) { if (argc 5) { const char* op argv[1]; int a atoi(argv[2]); int b atoi(argv[3]); const char* text argv[4]; if (!valid_a(a)) { fprintf(stderr, 错误a%d 与 26 不互素无法加解密。\n, a); return 1; } if (strcmp(op, enc) 0) { char* out affine_encrypt_str(text, a, b); printf(%s\n, out); free(out); } else if (strcmp(op, dec) 0) { char* out affine_decrypt_str(text, a, b); printf(%s\n, out); free(out); } else { printf(用法: ./affine enc a b \text\\n); } return 0; } printf(进入交互模式\n); char mode[8], buf[1024]; int a, b; printf(输入模式 (enc/dec)); scanf(%7s, mode); printf(输入 a 和 ba 与 26 互素); scanf(%d %d, a, b); getchar(); // 清除换行 printf(输入文本); fgets(buf, sizeof(buf), stdin); buf[strcspn(buf, \n)] 0; if (strcmp(mode, enc) 0) { char* out affine_encrypt_str(buf, a, b); printf(密文%s\n, out); free(out); } else { char* out affine_decrypt_str(buf, a, b); printf(明文%s\n, out); free(out); } return 0; }六、代码详细解读1.mod_pos()用于修复 C 语言%运算产生负数的问题确保所有模运算结果在 025 之间。2.extended_gcd()通过扩展欧几里得算法求解a*x b*y gcd(a,b)用于计算模逆。3.mod_inverse()用扩展 GCD 求 a 在模 26 下的逆元没有逆元返回失败。4.valid_a()判断 a 与 26 的最大公约数是否为 1用于参数校验。5.affine_encrypt_char()和affine_decrypt_char()仿射密码的核心。负责字母映射、加解密运算、大小写保持。6.affine_encrypt_str()/affine_decrypt_str()对整个字符串进行加密或解密操作。7.main()支持命令行模式交互模式完整工程级交互方式。七、项目详细总结本项目通过 C 语言实现了古典密码学中非常重要的仿射密码Affine Cipher既包含算法基础知识也包含数学推导、逆元求解、字符处理与工程实现。整个项目从需求、技术、实现到扩展完整呈现为学习密码学算法实现、学习 C 语言字符操作、数学在编程中的应用提供了一个优秀的案例。特别是对 a 的模逆处理是理解模算术与加密算法的关键一环。本项目使用扩展欧几里得算法使得算法具有普适性与数学严谨性。八、项目常见问题及解答1. a 为何必须与 26 互素因为需要求逆元。没有逆元就无法解密。2. 可以把所有字母统一变成大写再加密吗可以。这会让人更容易观察算法过程。3. 为什么非字母字符不变为了增强可读性也是实际工程中常见需求。4. b 是否必须小于 26不必须。程序内部会取模b % 26。5. 模逆一定存在吗只有 a 与 26 互素时才存在。九、扩展方向与性能优化1. 扩展为支持全部 ASCII 字符把模从 m26 扩展到 m95可打印字符更实用。2. 支持 Unicode如中文需要使用更大的模数并自定义字符表。3. 将程序封装成库函数库文件 头文件适合在更大的项目中复用。4. 增加自动破解功能攻击如频率分析适用于 affine cipher穷举 a,b当 a 值只有 12 个合法值很快