在 C 語言中實現凱撒密碼
Jinku Hu
2023年10月12日
本文將演示關於如何在 C 語言中實現凱撒密碼的多種方法。
在 C 語言中實現凱撒密碼處理常量字串的方法
凱撒密碼是一種最簡單的加密方案，不能用於任何產品級的保密，而只是滿足我們知識上的好奇心。凱撒本質上是具有給定位置數量的字母旋轉技術。給定文字和位置 5，加密版本將包含右移 5 位的字元。請注意，旋轉方向不是嚴格指定的，因為每種情況下都有其相反的旋轉，從而得到相同的結果。
在下面的例子中，我們演示瞭如何加密硬編碼的 string 文字。旋轉位置取自使用者輸入，並檢查數字是否在 [1,26]的區間內，因為這個例子只針對英文字母。接下來，我們執行 while 迴圈，在這個迴圈中，一個字元被檢查是否有非字母值，然後才用給定的位置進行移位。這段程式碼只能處理小寫字母，因為我們採用了代表 ASCII 編碼中 a 的 97 值。同時，我們直接將編碼後的值逐個字元輸出到控制檯。
#include <ctype.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
const char *str = "arbitrary string to encode";
int main(void) {
int shift;
char num[16];
printf("Choose shift number [1-26]: ");
fflush(stdout);
if (fgets(num, 16, stdin) == NULL) exit(EXIT_FAILURE);
shift = (int)strtol(num, NULL, 0);
if (shift < 1 || shift > 26) {
fprintf(stderr, "Shift number is out of range");
exit(EXIT_FAILURE);
}
while (*str) {
if (!isspace(*str) || !isblank(*str))
printf("%c", (((*str - 97) + shift) % 26) + 97);
else
printf("%c", *str);
str += 1;
}
exit(EXIT_SUCCESS);
}
在 C 語言中實現凱撒密碼來處理使用者提供的字串
另外，我們也可以重新實現之前的程式碼示例，從使用者輸入的文字和旋轉位置中獲取文字和旋轉位置，驗證它們，並對給定的字串進行加密。與前一個例子相比，這個版本包括兩個 fgets 呼叫和 malloc 來為明文分配動態記憶體。這個實現還處理了小寫的字串，將無法正確加密混合字串。
#include <ctype.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
enum { MAX_LEN = 1024 };
int main(void) {
size_t len;
int shift;
char *text;
char num[16];
text = malloc(MAX_LEN);
if (text == NULL) {
perror("malloc");
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("Input text to be encrypted (lowercase): ");
fflush(stdout);
if (fgets(text, MAX_LEN, stdin) == NULL) exit(EXIT_FAILURE);
len = strlen(text);
if (text[len - 1] == '\n') text[len - 1] = '\0';
len -= 1;
printf("Choose shift number [1-26]: ");
fflush(stdout);
if (fgets(num, 16, stdin) == NULL) exit(EXIT_FAILURE);
shift = (int)strtol(num, NULL, 0);
if (shift < 1 || shift > 26) {
fprintf(stderr, "Shift number is out of range");
exit(EXIT_FAILURE);
}
for (int i = 0; i < len; ++i) {
if (!isspace(text[i]) || !isblank(text[i]))
printf("%c", (((text[i] - 97) + shift) % 26) + 97);
else
printf("%c", text[i]);
}
exit(EXIT_SUCCESS);
}
