摘要：
本文结合代码讲述了中兴捧月杯密码传情中的密码策略，包括密码策略约束条件分析、密码策略设计、5种编码介绍，最后附源代码。
参加了中兴通讯第三届"中兴捧月"杯校园程序设计大赛，后来因项目原因，小组讨论一致决定放弃这个比赛。我主要负责密码策略分析与实现，原本可以在没提交作品之前整理上来，结果去了趟长沙，回来忙了一段时间的项目。直到现在才整理:-(
一、题目理解
题目下载，点这里
中兴捧月_密码传情_题目.doc 整个题目旨在编写一款聊天软件，并对数据加解密。题目涉及到编解码要求，主要有两句：
(1) 编码与解码的每一步结果，将可以调试输出
(2)设计中需要分析策略中各种编码方法的约束条件。最大策略设计为不超过8次编码，加密最后两步必须为手机编码和摩尔斯编码
做完之后，回过头来发现其实挺简单的，因为编码/解码仅仅涉及到字符串一一映射，主要是对字符串的一些操作:-)
2.1 每一步编解码可调试输出
这句话我的理解是，每一步编码/解码需要单独实现。而不能通过分析几种编码内在联系，一次性完成几步编码过程。比如加密策略采取倒序、栅栏、QWE、栅栏、QWE、手机、摩尔斯，可以分析这几步编码内在关系(因为是一一对应)，得到更简单的映射关系，这就使得每一步编解码无法调试输出。
2.2 策略约束条件
纵观这5种编解码，所涉及到字符串可分为三类：字母(a~z)、数学(0~9)、由*-组成的字符串(记为：*-)。具体转化如下(以加密为例，解密类似，箭头反向即可)：
- 字母、数字、*- —倒叙—> 字母、数字、*-
-
字母、数字、*- —栅栏—> 字母、数字、*-
-
字母 —QWE—> 字母
-
字母 —手机—> 数字
-
数字 —Morse—> *-
转化为状态转化图如下：(花絮，我最开始想到的是用图论建模，行不通，后来考虑到有状态转换，于是作成状态转换图)
二、总体设计
2.1 加密策略
因为加密过程最后两步已指定为手机和摩尔斯，再由上图1的状态转换可以得出，前面的策略只能在倒叙、栅栏、QWE进行排列(选择手机码或者摩尔斯码就回不去了，当然也可以只采用这两种编码)。
我的思路，是在客户端做六个下拉框(因为题目要求最多只能8次编码，减去指定2种)，每个下拉框有：倒叙、栅栏、QWE、不选。如此，我从客户端获得编码字符串代号，比如rfq，即表示编码过程为倒叙、栅栏、QWE、手机、摩尔斯。加密策略部分源代码如下：
- //Encryption
-
//policy 最后两步是手机编码、Morse码，policy无须包括cm
-
int encryption(char *dst, char *src, char *policy, int rows)
-
{
-
char c_cf; //code function
-
char *middleStr = (char *)malloc(sizeof(char)*BUFFERSIZE);
-
while ((c_cf=*policy++) != '\0')
-
{
-
strcpy(middleStr, dst);
-
switch(c_cf)
-
{
-
case 'r':
-
cf_reverse(dst,middleStr);
-
break;
-
case 'f':
-
cf_fence(dst, middleStr, rows);
-
break;
-
case 'q':
-
cf_qwe(dst, middleStr);
-
break;
-
default:
- break;
-
}
-
}
-
//cellphone & morse coding are default at the end of policy
-
strcpy(middleStr, dst);
-
cf_cellphone(dst, middleStr);
-
strcpy(middleStr, dst);
-
cf_morse(dst, middleStr);
-
-
free(middleStr);
-
return OK;
-
}
2.2 解密策略
与加密策略思路分析是一样的，解密策略部分代码如下：
- //Decryption 输入解码的顺序的字符串
-
//解码前两步默认是Morse、手机，policy无须包括mc
-
int decryption(char *dst, char *src, char *policy, int rows)
-
{
-
char c_cf; //code function
-
char *middleStr = (char *)malloc(sizeof(char)*BUFFERSIZE);
-
-
//cellphone & morse decoding are default at the begin of policy
-
dcf_morse(dst, src);
-
strcpy(middleStr, dst);
-
dcf_cellphone(dst, middleStr);
-
-
while ((c_cf=*policy++) != '\0')
-
{
-
strcpy(middleStr, dst);
-
switch(c_cf)
-
{
-
case 'r':
-
cf_reverse(dst,middleStr);
-
break;
-
case 'f':
-
dcf_fence(dst, middleStr, rows);
-
break;
-
case 'q':
-
dcf_qwe(dst, middleStr);
-
break;
-
default:
- break;
-
}
-
}
-
-
free(middleStr);
-
return OK;
-
}
2.3 测试结果
以题目给出的“iloveyoutoo”作为验证，以“zhongxingpengyue”作为测试例子，采用加密策略为rfqcm，即倒叙、栅栏、QWE、手机、摩尔斯，结果如下：
- ***zhongxingpengyue test based on rfqcm encryption policy***
-
zhongxingpengyue
-
___***_____******___***__***__****_**___***__***__**___**___***__***__****_***______***______****______***_______****____*******_____****___****_*_____*****____
-
***zhongxingpengyue test based on rfqcm decryption policy test***
-
___***_____******___***__***__****_**___***__***__**___**___***__***__****_***______***______****______***_______****____*******_____****___****_*_____*****____
-
zhongxingpengyue
三、编解码
这部分主要介绍各个编码的加/解密，本来是想结合源代码，无奈的是工程目录下code_function.c文件损坏(其他文件正常，我现在都不知道为什么会这样)，加之，我没有备份。事实上也不难，主要涉及到字符串的操作。code_function.c主要实现下列函数：
- /********外部函数*******/
-
extern int cf_reverse(char *dst, const char *src); //字符串倒序
-
extern int cf_fence(char *dst, const char *src, int rows); //栅栏密码 把明文分成N组，而后将每组第i个字符连接
-
extern int dcf_fence(char *dst, const char *src, int rows); //栅栏密码 将密方分成N行，按列取第i个字符
-
extern int cf_qwe(char *dst, const char *src); //QWE键盘密码 qwe_c --> qwe_dc eg.a-->q
-
extern int dcf_qwe(char *dst, const char *src); //QWE键盘密码 qwe_dc --> qwe_c eg.q-->e
-
extern int cf_cellphone(char *dst, const char *src); //手机按键码表 字符-->数学 eg.g-->41
-
extern int dcf_cellphone(char *dst, const char *src); //手机按键码表 数字-->字符 eg.41-->g
-
extern int cf_morse(char *dst, const char *src); //MORSE码 字符类型数字-->Morse码
-
extern int dcf_morse(char *dst, const char *src);//MORSE码 Morse码-->字符类型数字
3.1 倒叙
3.2 栅栏码
加密过程，可以这么理解，将明文划分成m个一组(称m排栅栏)，得到n组，排列成二维数组m*n，按列存取该数组即得到密文。
解密过程类似，将密文分成m个一组(称m排栅栏)，得到n组，排列成二维数组m*n，按列存取该数组即得到明文。
3.3 QWE码
QWE码也叫键盘编码，其对应关系如下：
- Q W E R T Y U I O P A S D F G H J K L Z X C V B N M /*QWE码*/
-
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z /*字母表*/
3.4 手机编码
如下图所示，2～9分别对应于字母表若干字母，比如5对应字母jkl。想一下你发短信是如何输入字母k的，切换到字母输入模式，按两下5键，即输入字母k。手机编码就是这样的，51表示按一下5键得到字母k，52表示按两下5键得到字母k，53表示按三下5键得到字母l。其他的类推，从而得到手机编码与字母的映射表。
图2 手机键盘[1]
3.5 摩尔斯编码
Morse码，0～9每个数字对应一个由5个*或者-组成的字符串，直接看常量定义：
- #define MORSE_CODE_0 "_____"
-
#define MORSE_CODE_1 "*____"
-
#define MORSE_CODE_2 "**___"
-
#define MORSE_CODE_3 "***__"
-
#define MORSE_CODE_4 "****_"
-
#define MORSE_CODE_5 "*****"
-
#define MORSE_CODE_6 "_****"
-
#define MORSE_CODE_7 "__***"
-
#define MORSE_CODE_8 "___**"
-
#define MORSE_CODE_9 "____*"
四、源代码
(1) 里面一个文件code_funtion.c损坏了，几乎是乱码(但不影响总体阅读)
(2) 只能处理小写字符
(3) 测试不充分，还有不少BUG
解压后文件列表如下：
code_function.c -----------------5种编码加解密实现(无奈，该文件损坏)
code_function.h -----------------定义了一些常量，对于于code_function.c
code_function_test ---------------单步加解密测试用例可执行文件
code_function_test.c -------------单步加解密测试用例实现
code_function_test_result --------单步加解密测试用例测试结果
Makefile -------------------------makefile文件
passwdPolicy.c -------------------密码组合策略实现
passwdPolicy.h -------------------密码组合策略头文件
passwdPolicy_test ----------------密码组合策略测试用例可执行文件
passwdPolicy_test.c --------------密码组合策略测试用例实现
passwdPolicy_test_result ---------密码组合策略测试用例测试结果
参考资料：
[1] 图片来源北方IT网
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状态转换图.rar 