简单实现：凯撒算法(Caesar)和维吉尼亚算法(Vigenere)

tl;dr

破解问题和思考的过程总是有趣的，唯一的问题是要有调试的耐心，把细节问题处理得更好一些。实现方法依然是 c 语言，过程中所需要考虑的要点记录在此。

背景

Caesar cipher 和 Vigenère cipher 是一对亲密的兄弟算法，在密码学家族中占据了最久远而传统的地位。

相同的是，他们两个都依靠的是字母移位旋转替换，将明文转变成加密内容。而差别在于 Caesar 中的 key 是简单的数字，Vigenère 中的 key 也是一串字母。转换过程中，仅对字母（大小写敏感）进行处理。

当然对现代密码学来说，这两个算法都是古董级别的了，但他们依旧会出现在某些好玩的密码系统中，例如论坛中出现的回转13位(ROT-13)。

检验命令行参数

检查命令行参数是否符合要求,如都只需要用户输入key，Caesar 中 key 是数字，Vigenere 中 key 是纯字母序列。

获得文本替换

注意 alphabet Ring 的存在

p[i] = 'a' + (p[i] - 'a' + key) % 26 

按照字母序列进行替换

在 Vigenere 中，我们按照 key 中的字母循环得到替换的位数,原理和Caesar一致，只是在plaintext中需要留意当前处理的字母数量，因此引入了新的计数变量 num——valid。

int key = tolower(str_key[num_valid % strlen(str_key)]) - 'a';

实现中的注意点

1. 类型转换(例如，int k = atoi(argv[1]);)
2. 字母的大小写敏感处理(保留原来)
3. 不纳入转换的有数字和其他符号（不计入）

Code Solution

[vegenere.c] []

// this is the vigenere cipher program
int main(int argc, string argv[])
{
    if (argc != 2)
    {
        printf("the input argument is error!\n");
        return 1;
    }
    else
    {
        for (int i = 0; i < strlen(argv[1]); i ++)
        {
            if (isalpha(argv[1][i]) == 0)
            {
                printf("the key string is not valid!\n");
                return 1;
            }
        }
    }
    string str_key = argv[1];

    // get plaintext
    string p = get_string("plaintext: ");

    // encipher the plaintext
    for (int i = 0, num_valid = 0; i < strlen(p) ; i++)
    {
        // get the key in key string
        int key = tolower(str_key[num_valid % strlen(str_key)]) - 'a';
        // exchange with key
        if (islower(p[i]) != 0)
        {
            num_valid ++;
            p[i] = 'a' + ((p[i] - 'a' + key) % 26);
        }
        else
        {
            if (isupper(p[i]) != 0)
            {
                num_valid ++;
                p[i] = 'A' + ((p[i] - 'A' + key) % 26);
            }
        }
    }
    // output the ciphertext
    printf("ciphertext: %s\n", p);
    return 0;
}