用密钥方阵实现字母编码

一种防止通过英文字母频率分析解密的方法是使用加密字母对(pair)对英文文本进行加 密和解密。Playfair密码就是一种采用这种方法的简单密码。 1. 建立这种密码的密钥的方法如下： ⑴ 首先选择一个单词或词组作为密钥单词。由于密钥单词是建立密钥的唯一依据， 因此加密和解密的双方只要知道密钥单词和密码建立方法（Playfair密码），就 可以方便地建立唯一的密钥。 ⑵ 删除该密钥单词中的重复字母，然后，将这些字母（按组成单词的顺序）与字母 表中（除去密钥单词字母外）的其他字母（按字母排列顺序）一起组成一个5×5 的正方形密钥矩阵。由于正方形矩阵中只有25 个位置，所以将I和J视为同一 字母（即矩阵只包含I或J）。例如，我们选择的密钥单词为Spring，则正方形 密钥矩阵中的字母排列为： S P R I N G A B C D E F H K L M O Q T U V W X Y Z 2. 使用Playfair密码对单词进行的方法是对组成单词的字母从左至右顺序逐对进行。 根据被加密字母对在密钥矩阵的位置差异，加密字母对的产生方法分为三种情况： ⑴ 被加密的两个字母在密钥正方形中位置既不同列且不同行，例如被加密字母对为 AM，在正方形中找到以这两个字母为顶点的矩形为： S P R I N G A B C D E F H K L M O Q T U V W X Y Z 则这对字母的加密字母对应是该矩形的另一对顶点字母，即GO。 ⑵ 被加密的两个字母在密钥正方形中位置是同列或同行，则只需要简单地对调这两 个字母，例如被加密字母对为HK，则加密字母对为KH；又如被加密字母对为 AF，则加密字母对为FA。 S P R I N G A B C D E F H K L M O Q T U V W X Y Z ⑶ 被加密的两个字母相同，可以视为第⑵情况的特例，则被加密字母对不进行任何 变化。 注意，在加密变换过程中字母的大、小写保持不变。 例如单词Information根据上述加密变换规则经过In ->Ni, if -> pk, ko -> ft, tr -> qi, im -> st, ta -> oc, ct -> tc, ci -> ic, co -> at, tn -> ui被变换成Npfqsotiaui 3. 解密是对加密单词的字母从右至左顺序逐对进行。方法与加密方法相同。 例如加密单词Npfqsotiaui经过iu -> nt, ta -> oc, ci -> ic, ct -> tc, co -> at, ts -> mi, iq -> rt, tf -> ok, kp -> fi, iN -> nI被还原为Information。 要求： 1. 编写一个命名为encrypt的程序，该程序运行时能通过命令行“encrypt 文件名” 将文件名指定的英文文本文件以读/写模式打开，并通过输入的密钥单词建立正方形 密钥矩阵，再使用该密钥矩阵该将文件中的文本加密后，生成一个加密文本文件。