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Fair-Play

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题目

The quick brown fox jumps over the lazy dog!
​ ihxo{smzdodcikmodcismzd}

题目链接

http://www.shiyanbar.com/ctf/1852

题解

The quick brown fox jumps over the lazy dog!
​ ihxo{smzdodcikmodcismzd}

输入密钥：Thequickbrownfoxjumpsoverthelazydog
请输入密文：ihxo{smzdodcikmodcismzd}
解密后所得到的明文是：CTFXKMPAAFZBRCOIZBKMPAAB

playfair密码

playfair密码（英文：Playfair cipher 或 Playfair square）是一种替换密码，1854年由查尔斯·惠斯通（Charles Wheatstone）的英国人发明。

题目提示是Fair-Play,得知是playfair密码。

首先playfair的加密过程用到一个5x5的字母矩阵,容纳26个字母，其中i和j挤到一个格子里，字母填写顺序取

决于密钥，The quick brown fox jumps over the lazy dog!

将空格去掉，然后填入矩阵里，重复出现的字母只填一次。

填完后如下表：
t h e q u
i/j c k b r
o w n f x
m p s v l
a z y d g
填完密钥出现的字母后，若还有空余，就填字母表中剩余的字母（按字母表顺序）

加密过程：把明文按两个字母一组分组，比如hello就分成he,lx,lo

相邻字母相同的情况下，中间加个填充字母x(有时候是q)，若最后一个字母没组员，也加个填充字母。

加密规则

​ 两明文字母m1,m2同行：密文字母c1,c2在它们右边，同行循环，比如hu加密后是et；

​ m1,m2同列：c1,c2在它们下边，同列循环，hz加密后是ch；

​ m1,m2不同行列：c1,c2是m1,m2 组成的长方形的另两个顶点，顺序是c1与m1同行，c2与m2同行，cd加密后是bz；

解密规则

1 若c1 c2在同一行，对应明文p1 p2分别是紧靠c1 c2 左端的字母。其中最后一列被看做是第一列的左方。

2 若c1 c2在同一列，对应明文p1 p2分别是紧靠c1 c2 上方的字母。其中最后一行被看做是第一行的上方。

3 若c1 c2不在同一行，不在同一列，则p1 p2是由c1 c2确定的矩形的其他两角的字母。

其实就是反其道而行之。

附上网上找的一个解密程序

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#include<iostream>
#include<cstring>
using namespace std;
void decrypt();//解密函数
void encrypt();//加密函数
int main()
{
 cout<<"****************************Playfair算法加解密程序***************************"<<endl;
 cout<<"*********************************欢迎使用本程序******************************"<<endl<<endl;
 int n=0;
 for(;n!=3;)
 {
 cout<<"选择你所需要的操作："<<endl;
 cout<<"1------为字符串加密；"<<endl;
 cout<<"2------为字符串解密；"<<endl;
 cout<<"3------结束程序。"<<endl;
 cout<<"选择操作：";
 cin>>n;
 if(n<1||n>3)cout<<"无该项操作，请重来："<<endl;
 switch(n)
 {
 case 1:encrypt();
cout<<"-------------------------------------------------------------------"<<endl;
  cout<<"--------------------------加密结束---------------------------------"<<endl<<endl;
  break;
 case 2:decrypt();
  cout<<"-------------------------------------------------------------------"<<endl;
  cout<<"--------------------------解密结束---------------------------------"<<endl<<endl;
  break;
 case 3:cout<<"*******************************程序结束******************************"<<endl;
  break;
 default:break;
 }
 }
 system("pause");
 return 0;
}
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
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////////////////////////////////////////
//加密算法
void encrypt()
{
 const int N=100;
 char letters[26]="ABCDEFGHIKLMNOPQRSTUVWXYZ";//用于填充矩阵
 int flag[25]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};//标记字母是否已在矩阵中，与letters数组对应
 char ch[5][5];//5X5矩阵
 char ch1[N];//密钥
 char ch2[N];//明文
 //char ch3[N];//密文
 char ch4;//无关字符
 int len='a'-'A';
 cout<<"输入密钥：";
 cin>>ch1;
 for(int i=0;i<strlen(ch1);i++)//把所输入的密钥转化为大写字母
 {
  if(ch1[i]>='a')
   ch1[i]=ch1[i]-len;
 }
 cout<<"输入无关字符：";
 cin>>ch4;
 if(ch4>='a')ch4=ch4-len;
 for(int i=0;i<strlen(ch1);i++)//把密钥中的J都变为I，因为在算法中I与J是等价的
 {
  if(ch1[i]=='J')ch1[i]='I';
 }
 int i=0,j=0;
 for(int k=0;k<strlen(ch1);k++)//把密钥中的字母填入到矩阵中，并把该字母标记为已用
 {
  for(int t=0;t<25;t++)
  {
   if(ch1[k]==letters[t]&&flag[t]==0)
   {
    ch[i][j]=letters[t];
    flag[t]=1;
    if(j<4)j++;
    else {i++;j=0;}
   }
  }
 }
 for(int k=0;k<25;k++)//按字母表顺序把未用字母依次填入到矩阵中
 {
  if(flag[k]==0)
  {
   ch[i][j]=letters[k];
   flag[k]=1;
   if(j<4)j++;
   else{i++;j=0;}
  }
 }
 ////////////////////////////////////////矩阵生成完毕/////////////////////////////////////////////////////
 for(int k=0;k<5;k++)
 {
  for(int t=0;t<5;t++)
   cout<<ch[k][t]<<" ";
  cout<<endl;
 }
 cout<<"请输入明文：";
 cin>>ch2;
 for(int k=0;k<strlen(ch2);k++)//把所输入的明文转化为大写字母
 {
  if(ch2[k]>='a')
   ch2[k]=ch2[k]-len;
 }
 for(int k=0;k<strlen(ch2);k++)//把明文中的J都变为I，因为在算法中I与J是等价的
 {
  if(ch2[k]=='J')ch2[k]='I';
 }
 //cout<<ch2<<endl;
 for(int k=0;k<strlen(ch2);k+=2)//为明文添加必要的无关字符以防止同一组的两个字符相同
 {
  if(ch2[k]==ch2[k+1])
  {
   for(int t=strlen(ch2);t>k;t--)
    ch2[t+1]=ch2[t];
   ch2[k+1]=ch4;
  }
 }
 if(strlen(ch2)%2!=0){ch2[strlen(ch2)+1]=ch2[strlen(ch2)];ch2[strlen
(ch2)]=ch4;}//若明文有奇数个字符，则添加一个无关字符以凑够偶数个
 cout<<"经过处理后的明文为："<<ch2<<" 其最终长度为："<<strlen(ch2)
<<endl;
 /////////////////////////////////////////////明文输入并整理完毕/////////////////////////////////////////////////////
 for(int k=0;k<strlen(ch2);k+=2)
 {
  int m1,m2,n1,n2;
  for(m1=0;m1<=4;m1++)
  {
   for(n1=0;n1<=4;n1++)
   {
    if(ch2[k]==ch[m1][n1])break;
   }
   if(ch2[k]==ch[m1][n1])break;
  }
  for(m2=0;m2<=4;m2++)
  {
   for(n2=0;n2<=4;n2++)
   {
    if(ch2[k+1]==ch[m2][n2])break;
   }
   if(ch2[k+1]==ch[m2][n2])break;
  }
  m1=m1%5;
  m2=m2%5;
  if(n1>4){n1=n1%5;m1=m1+1;}
  if(n2>4){n2=n2%5;m2=m2+1;}
  if(m1==m2)
  {
   ch2[k]=ch[m1][(n1+1)%5];
   ch2[k+1]=ch[m2][(n2+1)%5];
  }
  else 
  {
   if(n1==n2)
   {
    ch2[k]=ch[(m1+1)%5][n1];
    ch2[k+1]=ch[(m2+1)%5][n2];
   }
   else
   {
    ch2[k]=ch[m1][n2];
    ch2[k+1]=ch[m2][n1];
   }
  }
 }
 cout<<"加密后所得到的密文是："<<ch2<<endl;
}
 
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
////////////////////////////////////////
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////////////////////////////////////////
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
////////////////////////////////////////
//解密算法
void decrypt()
{
 const int N=100;
 char letters[26]="ABCDEFGHIKLMNOPQRSTUVWXYZ";//用于填充矩阵
 int flag[25]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};//标记字母是否已在矩阵中，与letters数组对应
 char ch[5][5];//5X5矩阵
 char ch1[N];//密钥
 char ch2[N];//密文
 int len='a'-'A';
 cout<<"输入密钥：";
 cin>>ch1;
 for(int i=0;i<strlen(ch1);i++)//把所输入的密钥转化为大写字母
 {
  if(ch1[i]>='a')
   ch1[i]=ch1[i]-len;
 }
 for(int i=0;i<strlen(ch1);i++)//把密钥中的J都变为I，因为在算法中I与J是等价的
 {
  if(ch1[i]=='J')ch1[i]='I';
 }
 int i=0,j=0;
 for(int k=0;k<strlen(ch1);k++)//把密钥中的字母填入到矩阵中，并把该字母标记为已用
 {
  for(int t=0;t<25;t++)
  {
   if(ch1[k]==letters[t]&&flag[t]==0)
   {
    ch[i][j]=letters[t];
    flag[t]=1;
    if(j<4)j++;
    else {i++;j=0;}
   }
  }
 }
 for(int k=0;k<25;k++)//按字母表顺序把未用字母依次填入到矩阵中
 {
  if(flag[k]==0)
  {
   ch[i][j]=letters[k];
   flag[k]=1;
   if(j<4)j++;
   else{i++;j=0;}
  }
 }
 ////////////////////////////////////////矩阵生成完毕/////////////////////////////////////////////////////
 int f=0;
 do{
 cout<<"请输入密文：";
 cin>>ch2;
 for(int k=0;k<strlen(ch2);k++)//把所输入的密文转化为大写字母
 {
  if(ch2[k]>='a')
   ch2[k]=ch2[k]-len;
 }
 for(int k=0;k<strlen(ch2);k++)//把密文中的J都变为I，因为在算法中I与J是等价的
 {
  if(ch2[k]=='J')ch2[k]='I';
 }
    for(int k=0;k<strlen(ch2);k+=2)
 {
  if(ch2[k]==ch2[k+1])
  {
   cout<<"该字符串并不是使用Playfair算法加密后可以得到的形式。"<<endl;
   f=1;
   break;
  }else f=2;
 }
 if(f==1)continue;
 if(strlen(ch2)%2!=0){cout<<"该字符串并不是使用Playfair算法加密后可以得到的形式。"<<endl;f=1;}
 else f=2;
 }while(f==1);
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//////////////////////////////
 /////////////解密开始
 for(int k=0;k<strlen(ch2);k+=2)
 {
  int m1,m2,n1,n2;
  for(m1=0;m1<=4;m1++)
  {
   for(n1=0;n1<=4;n1++)
   {
    if(ch2[k]==ch[m1][n1])break;
   }
   if(ch2[k]==ch[m1][n1])break;
  }
  for(m2=0;m2<=4;m2++)
  {
   for(n2=0;n2<=4;n2++)
   {
    if(ch2[k+1]==ch[m2][n2])break;
   }
   if(ch2[k+1]==ch[m2][n2])break;
  }
  m1=m1%5;
  m2=m2%5;
  if(n1>4){n1=n1%5;m1=m1+1;}
  if(n2>4){n2=n2%5;m2=m2+1;}
  if(m1==m2)
  {
   ch2[k]=ch[m1][(n1+4)%5];
   ch2[k+1]=ch[m2][(n2+4)%5];
  }
  else 
  {
   if(n1==n2)
   {
    ch2[k]=ch[(m1+4)%5][n1];
    ch2[k+1]=ch[(m2+4)%5][n2];
   }
   else
   {
    ch2[k]=ch[m1][n2];
    ch2[k+1]=ch[m2][n1];
   }
  }
 }
 cout<<"解密后所得到的明文是："<<ch2<<endl;
 }
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