中文信息文件加密如何通过扩展Playfair密码实现

Playfair密码仅用了25个英文字母，双字母组合为25* 25=625种，破译难度相对较低，但不适合汉字信息文件加密。基于以上情况，我们提出了扩展的Playfair密码，将双字母组合改为双字节组合，以适应汉字信息文件和一般二进制信息文件的加密。

一、Playfair密码

Playfair密码的算法是基于使用一个5*5字母矩阵，该矩阵使用一个关键词构造。设关键词是ruonarehy。矩阵的构造方法是：从左到右、从上到下填入关键词的字母（去除重复字
母），然后再以字母表顺序下将余下的字母填入矩阵剩余空间。字母I和J被看作一个字母，如下表所示。

中文信息文件加密如何通过扩展Playfair密码实现
Playfair密码系统根据下列规则一次对明文文件的两个字母加密：

1、相同对中的重复明文字母将用一个填充字母如X进行分隔，因此单词bklloon将破分隔为hi lx lo on。

2、属于该矩阵相同行的明文字母将由其右边的字母代替，而行的最后一个字母由行的第一个字母代替。例如，ar被加密为RM。

3、属于该矩阵相同列的明文字母将由其下面的字母代替，而列的最后一个字母由列的第一个字母代替。例如，mu被加密为CM。

4、否则，明文的其他字母将由与其同行，且与另一个字母同列的字母所代替。因此，hs被加密为BP，ud被加密为CZ。

二、扩展Playfair密码——Eplayfair密码

由于Playfair密码系统的明文和密文仅包含25个英文字母，因此不能用于加密中文信息文件和一般二进制信息文件。为了使Playfair密码能够用于中文信息文件和一般二进制信息文件加密，将Playfair密码系统的5*5矩阵扩展为16*16矩阵，矩阵的每个方格中放置一个字节，放置的顺序随关键词的不同而不同。

矩阵的构造方法是：从左到右、从上到下填入关键词的字节（去除重复字节），然后再以字节顺序将余下的字节填入矩阵剩余空问。把经过扩展的Playfair密码称为Eplayfair密码。

EPlavfair密码系统根据下列规则一次对明文文件的两个字母加密：相同对中的重复明文文件字节将用一个填充字节进行分隔，填充字节可自由选取，例如关键词的第一个字节；属于该矩阵相同行的明文字节将由其右边的字节代替，而行的最后一个字节由行的第一个字节代替；属于该矩阵相同列的明文文件字节将由其下面的字节代替，而列的最后一个字节由列的第一个字节代替；否则，明文文件的其它字节将由与其同行，且与另一个字节同列的字节所代替。

EPlayfair密码系统根据下列规则—次对密文文件的两个字节解密：属于该矩阵相同行的密文文件字节将由其左边的字节代替，而行的第一个字节由行的最后一个字节代替；属于该矩阵相同列的密文文件字节将由其上面的字节代替，而列的第一个字节由列的最后一个字节代替；否则，密文文件的其它字节是由与其同行，且与另一个字节同列的字节所代替；密文文件的两个字节解密成明文后，若第二个字节与填充字节相同，且第一个字节与下一对明文的第一字节相同，则去掉填充字节。

Eplayffur密码与Playfair密码相比有了很大的进步：

第一、EPlayfair密码的双字节组合有256*256=65536种，而Playfair密码只有25*25=625种双字母组合，因此识别双字节组合要困难得多；

第二，在一般的二进制文件中，各字节出现的机会均等，所以，EPlayfair完全屏蔽了字母的频率分布；

第三，Epliyfair密码适合于中文信息文件和一般二进制信息文件加密。

EPlayfair密码是一种易于实现且执行速度非常快的密码系统，尤其适于对大容量的中文信息文件或二进制信息文件加密。为了进一步加大破译难度，可对EPlayfair密码系统进行适当的改
变，例如，选择不同的重复填充字节；改变矩阵相同行或相同列字节的替换方法等。

三、中文信息文件加密如何通过扩展Playfair密码实现

1、根据关键测填充EPlayfair矩阵

repch=KeyWord. c_Str( )[0];//重复明文的填充字节

for (int i =0;i<KeVWord. Length();i++)

{

//在矩阵中填入关键词

ch=KeyWord. c_Str( )[i];