文章目录
第一部分 Caesar密码简介1.1 基本思想1.2 历史沿革第二部分 Caesar密码的C++实现第一部分 Caesar密码简介
1.1 基本思想
在密码学中，恺撒密码（英语：Caesar cipher），或称恺撒加密、恺撒变换、变换加密，是一种最简单且最广为人知的加密技术。它是一种替换加密的技术，明文中的所有字母都在字母表上向后（或向前）按照一个固定数目进行偏移后被替换成密文。例如，当偏移量是3的时候，所有的字母A将被替换成D，B变成E，以此类推。这个加密方法是以罗马共和时期恺撒的名字命名的，当年恺撒曾用此方法与其将军们进行联系。
1.2 历史沿革
根据苏维托尼乌斯的记载，恺撒曾用此方法对重要的军事信息进行加密：
如果需要保密，信中便用暗号，也即是改变字母顺序，使局外人无法组成一个单词。如果想要读懂和理解它们的意思，得用第4个字母置换第一个字母，即以D代A，余此类推。
同样，奥古斯都也使用过类似方式，只不过他是把字母向右移动一位，而且末尾不折回。每当他用密语写作时，他都用B代表A，C代表B，其余的字母也依同样的规则；他用A代表Z。
另外，有证据表明，恺撒曾经使用过更为复杂的密码系统：文法学家普罗布斯曾经写过一份独具创新的手稿，研究恺撒书信中包含有秘密信息的字母。
已经无法弄清恺撒密码在当时有多大的效果，但是有理由相信它是安全的。因为恺撒大部分敌人都是目不识丁的，而其余的则可能将这些消息当作是某个未知的外语。即使有某个敌人获取了恺撒的加密信息，根据现有的记载，当时也没有任何技术能够解决这一最基本、最简单的替换密码。现存最早的破解方法记载在公元9世纪阿拉伯的阿尔·肯迪的有关发现频率分析的著作中。
文字来源百度百科
第二部分 Caesar密码的C++实现
我在代码中添加了详细的注释，采用面向对象编程的方法，希望本代码对你有所帮助：
#include<iostream>#include<vector>#include<string>#include<algorithm>#include<cmath>using namespace std;class Caesar {private:int key;public:Caesar(int k) :key(k) {}//构造函数string encrypt(string cleartext) {//使用移位密钥key对明文字母进行加密string ciphertext;char temp;int i, L;L = cleartext.size();for (i = 0; i < L; i++) {if (cleartext[i] >= 'A' && cleartext[i] <= 'Z') {temp = ((cleartext[i] - 'A') + key) % 26 + 'A';}else if (cleartext[i] >= 'a' && cleartext[i] <= 'z') {temp = ((cleartext[i] - 'a') + key) % 26 + 'a';}elsetemp = cleartext[i];ciphertext.push_back(temp);}return ciphertext;}vector<string>decrypt(string ciphertext) {//使用穷举法进行破译vector<string>cleartextSet;string temptext;int i, k, L;char temp;L = ciphertext.size();for (k = 26; k >= 1; k--) {for (i = 0; i < L; i++) {if (ciphertext[i]>= 'A' && ciphertext[i] <= 'Z') {temp = ((ciphertext[i] - 'A') + k) % 26 + 'A';}else if (ciphertext[i] >= 'a' && ciphertext[i] <= 'z') {temp = ((ciphertext[i] - 'a') + k) % 26 + 'a';}elsetemp = ciphertext[i];temptext.push_back(temp);}cleartextSet.push_back(temptext);temptext.clear();}return cleartextSet;}};int main() {int mode, flag = 1;while (flag) {cout << "----------Welcome to StarKirby Caesar encrypt/decrypt system!----------" << endl;cout << "Please select the mode [1->encrypt 2->decrypt 3->exit]" << endl;cin >> mode;if (mode != 1 && mode != 2 && mode != 3) {cout << "Wrong input! Please check your select! [1->encrypt 2->decrypt 3->exit]" << endl;cin >> mode;}if (mode == 1) {int myKey;cout << "Please input the key: ";cin >> myKey;//输入移位密钥Caesar myCaesar(myKey);string cleartext;//待加密的明文string ciphertext;//加密后的密文cout << "Please input the cleartext to encrypt: " << endl;getchar();getline(cin, cleartext);ciphertext = myCaesar.encrypt(cleartext);cout << "Successfully encrypt the text. The ciphertext is: " << endl;cout << ciphertext << endl;}else if (mode == 2) {vector<string>textset;//用于存放明文string ciphertext;//待解密的密文Caesar myCaesar(0);cout << "Please input the ciphertext to decrypt: " << endl;getchar();getline(cin, ciphertext);textset = myCaesar.decrypt(ciphertext);int k;for (k = 0; k < textset.size(); k++) {cout << "If (key mod 26) == " << k << ": " << endl;cout << textset[k] << endl;}}else {cout << "----------Thank you for using!----------" << endl;return 0;}cout << "Continue or not? [0->exit 1 or other->continue]: ";cin >> flag;}return 0;}
当然有兴趣的同学可以将标准输入输出流改成文件输入输出来进行，具体实现请参见我的另外一篇博客：C++实现DES加密解密算法
P.S. 本代码在VS中调试通过！
