Zadanie 1. Szyfr Cezara

Podstawieniowy szyfr Cezara z przesunięciem (kluczemkluczkluczem) k polega na zastąpieniu każdego znaku jawnego znakiem leżącym w alfabecie o k pozycji w prawo od zastępowanego znaku. Przykład: znak „B” po zakodowaniu kluczem k=3 zastąpiony zostanie znakiem „E”.

R1VJo1rynNMFE

Ilustracja przedstawia połączone ze sobą w jednym rzędzie prostokątne pola. W pierwszym polu, od lewej strony, są trzy kropki, w drugim duża litera A, w trzecim duża litera B, w czwartym duża litera C, w piątym duża litera D, w szóstym duża litera E, w siódmym duża litera F, w ósmym polu są trzy kropki. Od pola z literą B do pola z literą C strzałka biegnąca łukiem, na strzałce cyfra 1. Od pola z literą C do pola z literą D strzałka z cyfrą 2. Od pola z literą D do pola z literą E strzałka z cyfrą 3.

Przy szyfrowaniu znaku należy postępować w sposób cykliczny, to znaczy, jeżeli znak nie posiada w alfabecie następnika przesuniętego o k pozycji, to alfabet „zawija się” i za literą „Z” następuje znów litera „A”.

Przykład: jawny znak „X” po zakodowaniu kluczem k = 3 zastąpiony zostanie znakiem „A”, znak „Y” – znakiem „B”, natomiast „Z” – znakiem „C”.

R1AAvfRIfROZF

Ilustracja przedstawia połączone ze sobą w jednym rzędzie prostokątne pola. W pierwszym polu, od lewej strony, są trzy kropki, w drugim duża litera W, w trzecim duża litera X, w czwartym duża litera Y, w piątym duża litera Z, w szóstym duża litera A, w siódmym duża litera B, w dziewiątym duża litera C, w dziesiątym duża litera D, w jedenastym polu są trzy kropki. Od pola z literą X do pola z literą A strzałka biegnąca łukiem. Od pola z literą Y do pola z literą B biegnie strzałka. Od pola z literą Z do pola z literą C prowadzi strzałka.

W tym zadaniu rozpatrujemy tylko słowa zbudowane z wielkich liter alfabetu angielskiego (o kodach ASCII odpowiednio od 65 do 90), o długościach nie większych niż 30 znaków.

Zadanie 1.1

W pliku dane_1.txt znajduje się 100 słów. Słowa umieszczono w osobnych wierszach.

Napisz program, który zaszyfruje słowa z pliku z użyciem klucza k = 107. Wyniki zapisz do pliku wyniki_1.txt, każde słowo w osobnym wierszu, w porządku odpowiadającym kolejności słów z pliku z danymi.

Do oceny oddajesz:

• plik wyniki_1.txt zawierający odpowiedź (zaszyfrowane słowa, zapisane w osobnych liniach),

• plik(i) z komputerową realizacją zadania (kodem programu).

W załączonym pliku dane_1.txt znajdują się dane wejściowe. Każde słowo (łańcuch znakówłańcuch znakówłańcuch znaków) do zaszyfrowania znajduje się w oddzielnej linijce.

Przykładowe rozwiązanie

funkcja kod(znak)
   zwróć kod ASCII podanego znaku

funkcja znak(kod)
   zwróć znak o podanym kodzie

Na początku ustalamy, o ile znaków będziemy przesuwać litery tekstu jawnego. W tym celu obliczamy resztę z dzielenia klucza przez wartość 26 (czyli liczbę liter w alfabecie łacińskim). Wczytujemy również dane z pliku.

Następnie iterujemy przy użyciu pętli po wszystkich wczytanych wyrazach. Każdy przetwarzany wyraz jest zapisywany do nowo tworzonej zmiennej slowo.

Aby zaszyfrować słowo, potrzebujemy dostępu do jego poszczególnych liter. Uzyskujemy go za pomocą pętli przechodzącej po znakach składających się na dane słowo.

Do każdego znaku tekstu jawnego dodajemy wartość klucza, co skutkuje przesunięciem o k liter w prawo. Jeżeli wartość znajdująca się w slowo[j] będzie większa od wartości kodu ASCII dla litery Z, zostanie od niej odjęta liczba 26.

Po zakończeniu pętli wewnętrznej każdorazowo zapisujemy zaszyfrowane słowo do pliku wynikowego.

n ← 100
k ← k mod 26
wyrazy[0..n-1] ← wczytaj dane z pliku "dane_1.txt"

dla i = 0, 1, 2, ..., n - 1 wykonuj: 
	slowo = wyrazy[i]
	dla j = 0, 1, 2, ..., długość(slowo) - 1 wykonuj:
    	kod_znaku ← kod(slowo[j])
        kod_znaku ← kod_znaku + k
    	jeżeli kod_znaku > kod('Z')
    		kod_znaku ← kod_znaku - 26
        slowo[j] ← znak(kod_znaku)
	zapisz slowo do pliku "wyniki_1.txt"

Schemat punktowania

• 3 pkt. – za poprawny plik wynikowy,

• 2 pkt. – za pominięcie ostatniego wiersza,

• 1 pkt. – za plik z błędnym wykonaniem zawinięcia cyklicznego albo bez zawijania,

• 0 pkt. – za odpowiedź błędną albo brak odpowiedzi.

Zadanie 1.2

W pliku dane_2.txt zapisano 3000 szyfrogramówszyfrogramszyfrogramów i odpowiadające im klucze szyfrujące. W każdym wierszu znajduje się jeden szyfrogram i po pojedynczym znaku odstępu odpowiadający mu klucz (maksymalnie czterocyfrowa liczba).

Napisz program, który odszyfruje słowa zaszyfrowane podanymi kluczami. Wynik zapisz w pliku wyniki_2.txt – każde słowo w osobnym wierszu, w porządku odpowiadającym kolejności szyfrogramów z pliku z danymi.

Do oceny oddajesz:

• plik wyniki_2.txt zawierający odpowiedź (odszyfrowane słowa, zapisane w osobnych liniach),

• plik(i) z komputerową realizacją zadania (kodem programu).

W pliku dane_2.txt znajdują się dane: każda para szyfrogram‑klucz zapisana jest w nowej linii.

Przykładowe rozwiązanie

Na początku zapisujemy do zmiennych liczbę szyfrogramów do odczytania oraz tworzymy tablicę, w której zapiszemy dane z pliku (szyfrogram i klucz).

Mamy odszyfrować każdy szyfrogram za pomocą przypisanego mu klucza. Tworzymy pętlę, która będzie iterowała po odczytanych szyfrogramach.

Szyfrogram oraz klucz zapisujemy w nowych zmiennych. Następnie wykonujemy działania odwrotne niż w przypadku szyfrowania. Od każdej wartości znaku słowa odejmujemy wartość klucza. Spowoduje to przesunięcie o k liter w lewo.

Jeżeli wartość litery w kodowaniu ASCII zawartej w slowo[j] będzie mniejsza od wartości litery A, należy dodać do niej wartość 26.

Po zakończeniu pętli wewnętrznej za każdym razem zapisujemy odszyfrowane słowo do pliku wynikowego.

n ← 3000
szyfrogram[0..2999][2] ← wczytaj dane z pliku "dane_2.txt"

dla i = 0, 1, 2, ..., n - 1 wykonuj: 
	slowo ← szyfrogram[i][0]
    klucz ← szyfrogram[i][1] mod 26
	dla j ← 0, 1, 2, ..., dlugosc(slowo) - 1 wykonuj:
    	kod_znaku = kod(slowo[j])
    	kod_znaku ← kod_znaku - klucz
        jeżeli kod_znaku < kod('A')
        	kod_znaku ← kod_znaku + 26
        slowo[j] ← znak(kod_znaku)
	zapisz slowo do pliku "wyniki_2.txt"

Schemat punktowania

• 4 pkt. – za poprawny plik wynikowy.

• 2 pkt. – za błędne dekodowanie jednej z liter alfabetu lub błędne rozwiązanie wynikające z błędu zawijania lub za błędne rozwiązanie wynikające z przyjęcia błędnej długości alfabetu (25).

• 0 pkt. – za odpowiedź błędną albo za brak odpowiedzi.

Uwaga: Nie przyznaje się 3 p i 1 p.

Słownik