Playfair暗号を使用してエンコードされたメッセージをデコードするC++プログラム

このスキームでは、単純な換字式暗号の場合のように1文字ではなく、文字のペアが暗号化されます。

プレイフェア暗号では、最初にキーテーブルが作成されます。キーテーブルは、平文を暗号化するためのキーとして機能するアルファベットの5×5グリッドです。 25個のアルファベットはそれぞれ一意である必要があり、26個ではなく25個のアルファベットしか必要ないため、アルファベットの1文字（通常はJ）は表から省略されています。プレーンテキストにJが含まれている場合は、Iに置き換えられます。

送信者と受信者は、「チュートリアル」などの特定のキーをディーサイドします。キーテーブルでは、テーブルの最初の文字（左から右へ）は、重複する文字を除いたフレーズです。表の残りの部分は、自然な順序でアルファベットの残りの文字で埋められます。キーテーブルは-

プレイフェア暗号のプロセス

まず、平文メッセージが2文字のペア（有向グラフ）に分割されます。文字の数が奇数の場合、最後の文字にZが追加されます。 「お金を隠す」というメッセージを暗号化したいと考えてみましょう。 -

HI DE MO NE YZ

暗号化のルールは次のとおりです-

• 両方の文字が同じ列にある場合は、それぞれの下の文字を取ります（下にある場合は上に戻ります）。「H」と「I」は同じ列にあるため、それらの下の文字を取り替えます。 HI→QC

• 両方の文字が同じ行にある場合は、それぞれの右側の文字を取ります（最も右にある場合は左に戻ります）「D」と「E」は同じ行にあるため、それらの右側の文字を取ります交換する。 DE→EF

• 上記の2つのルールのどちらも当てはまらない場合は、2つの文字で長方形を形成し、長方形の反対側の水平方向の角にある文字を取ります。

これらのルールを使用すると、「チュートリアル」のキーを使用して「お金を隠す」を暗号化した結果は次のようになります-

QC EF NU MF ZV

Playfair暗号の復号化は、同じプロセスを逆に実行するのと同じくらい簡単です。受信者は同じキーを持っており、同じキーテーブルを作成し、そのキーを使用して作成されたメッセージを復号化できます。

これは、PlayfairCipherを使用してメッセージをエンコードするためのC++プログラムです。

アルゴリズム

Begin
Function void play( int dir )
For it = msg.begin() to it != msg.end()
   If ( getPos( *it++, j, k ) )
      If ( getPos( *it, p, q) )
         If ( j == p )
            nmsg+= getChar( j, k + dir )
            nmsg += getChar( p, q + dir )
         else if( k == q )
            nmsg += getChar( j + dir, k )
            nmsg += getChar( p + dir, q )
         else
            nmsg += getChar( p, k )
            nmsg += getChar( j, q )
         done
      done
   done
   msg = nmsg
done
End

例

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class playfair {
   public:
      string msg; char n[5][5];
   void play( string k, string t, bool m, bool e ) {
      createEncoder( k, m );
      getText( t, m, e );
      if( e )
         play( 1 );
      else
         play( -1 );
      print();
   }
   private:
   void play( int dir ) {
      int j,k,p,q;
      string nmsg;
      for( string::const_iterator it = msg.begin(); it != msg.end(); it++ ) {
         if( getPos( *it++, j, k ) )
         if( getPos( *it, p, q) ) {
            //for same row
            if( j == p ) {
               nmsg+= getChar( j, k + dir );
               nmsg += getChar( p, q + dir );
            }
            //for same column
            else if( k == q ) {
               nmsg += getChar( j + dir, k );
               nmsg += getChar( p + dir, q );
            } else {
               nmsg += getChar( p, k );
               nmsg += getChar( j, q );
            }
         }
      }
      msg = nmsg;
   }
   void print() //print the solution {
      cout << "\n\n Solution:" << endl;
      string::iterator it = msg.begin(); int count = 0;
      while( it != msg.end() ) {
         cout << *it;
         it++;
         cout << *it << " ";
         it++;
         if( ++count >= 26 )
         cout << endl;
         count = 0;
      }
      cout << endl << endl;
   }
   char getChar( int a, int b ) { //get the characters
      return n[ (b + 5) % 5 ][ (a + 5) % 5 ];
   }
   bool getPos( char l, int &c, int &d ) { //get the position
      for( int y = 0; y < 5; y++ )
         for( int x = 0; x < 5; x++ )
            if( n[y][x] == l ) {
               c = x;
               d= y;
               return true;
            }
      return false;
   }
   void getText( string t, bool m, bool e ) { //get the original message
      for( string::iterator it = t.begin(); it != t.end(); it++ ) {
         //to choose J = I or no Q in the alphabet.
         *it = toupper( *it );
         if( *it < 65 || *it > 90 )
            continue;
         if( *it == 'J' && m )
            *it = 'I';
         else if( *it == 'Q' && !m )
            continue;
         msg += *it;
      } if( e ) {
         string nmsg = ""; size_t len = msg.length();
         for( size_t x = 0; x < len; x += 2 ) {
            nmsg += msg[x];
            if( x + 1 < len ) {
               if( msg[x] == msg[x + 1] ) nmsg += 'X';
               nmsg += msg[x + 1];
            }
         }
         msg = nmsg;
      }
      if( msg.length() & 1 )
      msg += 'X';
   }
   void createEncoder( string key, bool m ) { //creation of the key table
      if( key.length() < 1 )
      key= "KEYWORD";
      key += "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
      string s= "";
      for( string::iterator it = key.begin(); it != key.end(); it++ ) {
         *it = toupper( *it );
         if( *it < 65 || *it > 90 )
            continue;
         if( ( *it == 'J' && m ) || ( *it == 'Q' && !m ) )
            continue;
         if( s.find( *it ) == -1 )
            s += *it;
      }
      copy( s.begin(), s.end(), &n[0][0] );
   }
};
int main( int argc, char* argv[] ) {
   string k, i, msg;
   bool m, c;
   cout << "Encrpty or Decypt? ";
   getline( cin, i );
   c = ( i[0] == 'e' || i[0] == 'E' );
   cout << "Enter a key: ";
   getline( cin, k);
   cout << "I <-> J (Y/N): ";
   getline( cin, i );
   m = ( i[0] == 'y' || i[0] == 'Y' );
   cout << "Enter the message: ";
   getline( cin, msg );
   playfair pf;
   pf.play( k, msg,m, c );
   return system( "pause" );
}

出力

Encrpty or Decypt? d
Enter a key: players
I <-> J (Y/N): y
Enter the message: OK GC GC MZ MQ CF YA RL QH OM

Solution:
TH IS IS TU TO RI AL SP OI NT