アフィン暗号を実装するためのC++プログラム

アフィン暗号では、アルファベットの各文字が同等の数値にマップされ、モノアルファベットの換字式暗号の一種です。暗号化は単純な数学関数を使用して行われ、文字に変換されます。

サイズmのアルファベットの文字は、最初に、アフィン暗号で0…m-1の範囲の整数にマップされます。

アフィン暗号の「キー」は、aとbの2つの数字で構成されます。 aはmに対して互いに素になるように選択する必要があります。

暗号化

整数を変換するには、各平文文字が対応するモジュラー演算を使用して、暗号文文字に対応する別の整数に変換します。 1文字の暗号化機能は

E ( x ) = ( a x + b ) mod m
modulus m: size of the alphabet
a and b: key of the cipher.

復号化

復号化では、各暗号文文字を整数値に変換します。復号化機能は

D ( x ) = a^-1 ( x - b ) mod m
a^-1 : modular multiplicative inverse of a modulo m. i.e., it satisfies the equation
1 = a^-1 mod m.

これは、このプロセスを実装するためのC++プログラムです。

アルゴリズム

Begin
Function encryption(string m)
   for i = 0 to m.length()-1
      if(m[i]!=' ')
         c = c + (char) ((((a * (m[i]-'A') ) + b) % 26) + 'A')
      else
         c += m[i]
   return c
End
Begin
Function decryption(string c)
   Initialize a_inverse = 0
   Initialize flag = 0
   For i = 0 to 25
      flag = (a * i) % 26
      if (flag == 1)
         a_inverse = i
      done
   done
   For i = 0 to c.length() - 1
      if(c[i]!=' ')
         m = m + (char) (((a_inverse * ((c[i]+'A' - b)) % 26)) + 'A')
      else
         m = m+ c[i]
   done
End

例

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
static int a = 7;
static int b = 6;
string encryption(string m) {
   //Cipher Text initially empty
   string c = "";
   for (int i = 0; i < m.length(); i++) {
      // Avoid space to be encrypted
      if(m[i]!=' ')
         // added 'A' to bring it in range of ASCII alphabet [ 65-90 | A-Z ]
         c = c + (char) ((((a * (m[i]-'A') ) + b) % 26) + 'A');
      else
         //else append space character
         c += m[i];
   }
   return c;
}
string decryption(string c) {
   string m = "";
   int a_inverse = 0;
   int flag = 0;
   //Find a^-1 (the multiplicative inverse of a
   //in the group of integers modulo m.)
   for (int i = 0; i < 26; i++) {
      flag = (a * i) % 26;
      //Check if (a * i) % 26 == 1,
      //then i will be the multiplicative inverse of a
      if (flag == 1) {
         a_inverse = i;
      }
   }
   for (int i = 0; i < c.length(); i++) {
      if(c[i] != ' ')
         // added 'A' to bring it in range of ASCII alphabet [ 65-90 | A-Z ]
         m = m + (char) (((a_inverse * ((c[i]+'A' - b)) % 26)) + 'A');
      else
         //else append space character
         m += c[i];
   }
   return m;
}
int main(void) {
   string msg = "TUTORIALSPOINT";
   string c = encryption(msg);
   cout << "Encrypted Message is : " << c<<endl;
   cout << "Decrypted Message is: " << decryption(c);
   return 0;
}

出力

Encrypted Message is : JQJAVKGFCHAKTJ
Decrypted Message is: TUTORIALSPOINT