Projekt – co zamierzamy napisać?

Pierwszym krokiem, jaki musimy wykonać, jest ustalenie, do czego ma służyć nasz program oraz jak ma wyglądać jego interfejs. W tym wypadku stworzymy program, który najpierw pozwoli nam wybrać metodę, z której będziemy korzystać podczas naszych działań, a następnie zdecydować, czy chcemy szyfrować, czy też deszyfrować tekst.

Szyfr Cezara

Najważniejsze informacje dotyczące szyfrowania oraz deszyfrowania wiadomości za pomocą szyfru Cezara oraz jego implementacji w języku C++ znajdziesz w następujących e‑materiałach:

• Szyfr CezaraPvJJ5fOYkSzyfr Cezara,

• Uogólniony szyfr CezaraP10f30t3TUogólniony szyfr Cezara,

• Implementacja szyfru Cezara w języku C++PA0z8YjzJImplementacja szyfru Cezara w języku C++,

• Implementacja uogólnionego szyfru Cezara w języku C++PojYN5DuCImplementacja uogólnionego szyfru Cezara w języku C++.

Szyfr Vigenère'a

Najważniejsze informacje dotyczące szyfrowania oraz deszyfrowania wiadomości za pomocą szyfru Vigenère'a oraz jego implementacji w języku C++ znajdziesz w następujących e‑materiałach:

• Szyfr polialfabetycznyPrHtFJ1fbSzyfr polialfabetyczny,

• Implementacja szyfru polialfabetycznego w języku C++PY7WUu8nDImplementacja szyfru polialfabetycznego w języku C++.

Projekt – kod źródłowy

Aby kod źródłowy był jak najbardziej przejrzysty i czytelny, napiszemy go, dzieląc poszczególne etapy działania programu na osobne funkcje.

Krok 1

Na początku umieszczamy dobrze znany nam szkielet każdego programu pisanego w języku C++:

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{

}

Krok 2

Kolejnym krokiem będzie zapisanie nieskończonej pętli, by możliwe było wielokrotne szyfrowanie i deszyfrowanie przy pomocy naszego programu bez jego ponownego uruchamiania.

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    
	while (true)
	{

	}

}

Krok 3

Następnie zadeklarujemy zmienne, w których będziemy przechowywali informację o wybranej opcji w naszym menu. Nasz program będzie składał się z dwóch menu (jedno z możliwością rozbudowy o dodatkowe metody szyfrowania), zatem do przechowywania wyboru, jakiego dokona użytkownik, zadeklarujemy zmienną typu int. Natomiast druga zmienna może mieć tylko dwie wartości, ponieważ możemy albo szyfrować, albo deszyfrować, więc będzie to zmienna typu logicznego bool.

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
	int MetodaSzyfrowania;
	bool CzySzyfrujemy;
    
	while (true)
	{

	}

}

Krok 4

Stwórzmy teraz funkcję odpowiedzialną za wyświetlenie menu oraz wybór metody szyfrowania/deszyfrowania.

int StworzMenu()
{
	int menu;
	do {
		cout << "Wybierz metode szyfrowania: " << endl << endl;
		cout << "1. Szyfr Cezara" << endl;
		cout << "2. Szyfr Vigenere'a" << endl;
		cout << "3. Wyjscie" << endl;
		cin >> menu;

		if (menu == 3)
			exit(0);

		system("cls");
	} while (menu != 1 && menu != 2);

	return menu;
}

• Linia pierwsza naszej funkcji – nagłówek. W omawianym wypadku jest to funkcja typu int, ponieważ będziemy zwracali numer opcji wybranej przez użytkownika.

• Następnie deklarujemy zmienną menu, w której będzie przechowywane to, co wybrał użytkownik.

• Tworzymy pętlę do..while() z warunkiem menu != 1 && menu != 2, by pętla wykonywała się, dopóki nie zostanie wybrana odpowiednia opcja z menu.

• Wypisujemy możliwe opcje w menu oraz odpowiadające im liczby, jakie ma wprowadzić użytkownik.

• Wczytujemy wybór użytkownika do zmiennej menu.

• Ponieważ trzecia opcja w naszym menu to wyjście, musimy sprawdzić, czy użytkownik jej nie wybrał.

• Jeśli tak, zamykamy program poleceniem exit(0)instrukcja exit()exit(0)

• W przeciwnym wypadku używamy polecenia system("cls"), by wyczyścić ekran konsoli z poprzednio wyświetlonego menu. Polecenie system pochodzi z biblioteki Windows.h, którą musimy dołączyć poleceniem:

#include <Windows.h>

• Po wyjściu z pętli mamy pewność, że liczba, którą podał użytkownik, jest przypisana do jednej z opcji w menu, zatem możemy ją zwrócić w miejsce wywołania.

Krok 5

Stwórzmy funkcję odpowiedzialną za wyświetlanie menu oraz wybór, czy użytkownik chce szyfrować, czy deszyfrować wiadomość.

bool SzyfrDeszyfr()
{
	int szyfr;
	do {
		cout << "1. Szyfrowanie" << endl;
		cout << "2. Deszyfrowanie" << endl;
		cin >> szyfr;

		system("cls");
	} while (szyfr != 1 && szyfr != 2);

	if (szyfr == 1)
		return true;
	else
		return false;	
}

• Linia pierwsza funkcji - nagłówek. Nasza funkcja jest typu bool, ponieważ będziemy zwracali to, co wybrał użytkownik, a ma on do wyboru tylko dwie opcje: szyfrowanie bądź deszyfrowanie.

• Następnie deklarujemy zmienną szyfr, w której będzie przechowywane to, co wybrał użytkownik.

• Tworzymy pętlę do..while() z warunkiem menu != 1 && menu != 2, by pętla wykonywała się, dopóki nie zostanie wybrana odpowiednia opcja z menu.

• Wypisujemy możliwe opcje w menu oraz odpowiadające im liczby, jakie ma wprowadzić użytkownik.

• Wczytujemy wybór użytkownika do zmiennej szyfr.

• Używamy polecenia system("cls"), by wyczyścić ekran konsoli z poprzednio wyświetlonego menu.

• Po wyjściu z pętli sprawdzamy, czy użytkownik wybrał opcję szyfrowania. Jeśli tak, to zwracamy w miejsce wywołania naszej funkcji prawda, w przeciwnym przypadku zwracamy fałsz.

Krok 6

W funkcji main wywołujemy funkcje odpowiedzialne za wyświetlanie obu menu.

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
	int MetodaSzyfrowania;
	bool CzySzyfrujemy;
    
	while (true)
	{
		MetodaSzyfrowania = StworzMenu();
		CzySzyfrujemy = SzyfrDeszyfr();
	}

}

Ponieważ funkcje zwracają wybory wskazane przez użytkownika, przypisujemy je do odpowiednio zadeklarowanych zmiennych MetodaSzyfrowania oraz CzySzyfrujemy.

Krok 7

Deklarujemy ciąg znaków typu string – zapiszemy w nim wiadomość, którą będziemy szyfrować bądź deszyfrować.

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
	int MetodaSzyfrowania;
	bool CzySzyfrujemy;
    
	while (true)
	{
		MetodaSzyfrowania = StworzMenu();
		CzySzyfrujemy = SzyfrDeszyfr();
		
        string wiadomosc;
    
    }

}

Krok 8

Wyświetlamy odpowiedni komunikat w zależności od tego, czy użytkownik wybrał opcję szyfrowania, czy deszyfrowania.

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
	int MetodaSzyfrowania;
	bool CzySzyfrujemy;
    
	while (true)
	{
		MetodaSzyfrowania = StworzMenu();
		CzySzyfrujemy = SzyfrDeszyfr();
		
		string wiadomosc;
		
		cout << "Podaj wiadomosc do ";

		if (CzySzyfrujemy == true)
			cout << "zaszyfrowania: ";
		else
			cout << "odszyfrowania: ";
    }
}

Krok 9

Wczytujemy wiadomość, na której będziemy działać.

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
	int MetodaSzyfrowania;
	bool CzySzyfrujemy;
    
	while (true)
	{
		MetodaSzyfrowania = StworzMenu();
		CzySzyfrujemy = SzyfrDeszyfr();
		
		string wiadomosc;
		
		cout << "Podaj wiadomosc do ";

		if (CzySzyfrujemy == true)
			cout << "zaszyfrowania: ";
		else
			cout << "odszyfrowania: ";

		cin >> wiadomosc;
    }

}

Krok 10

Wyświetlamy prośbę o podanie klucza szyfrującego.

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
	int MetodaSzyfrowania;
	bool CzySzyfrujemy;
    
	while (true)
	{
		MetodaSzyfrowania = StworzMenu();
		CzySzyfrujemy = SzyfrDeszyfr();
		
		string wiadomosc;
		
		cout << "Podaj wiadomosc do ";

		if (CzySzyfrujemy == true)
			cout << "zaszyfrowania: ";
		else
			cout << "odszyfrowania: ";

		cin >> wiadomosc;

		cout << "Podaj klucz szyfrujacy: ";
    }
}

Krok 11

Wykorzystujemy przełącznik switch i sprawdzamy za jego pomocą, którą metodę szyfrowania wybrał użytkownik. W naszym przypadku wystarczyłaby instrukcja if, jednak wykorzystujemy przełącznik switch, by ułatwić przyszłą rozbudowę programu.

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
	int MetodaSzyfrowania;
	bool CzySzyfrujemy;
    
	while (true)
	{
		MetodaSzyfrowania = StworzMenu();
		CzySzyfrujemy = SzyfrDeszyfr();
		
		string wiadomosc;
		
		cout << "Podaj wiadomosc do ";

		if (CzySzyfrujemy == true)
			cout << "zaszyfrowania: ";
		else
			cout << "odszyfrowania: ";

		cin >> wiadomosc;

		cout << "Podaj klucz szyfrujacy: ";

		switch (MetodaSzyfrowania)
		{
		case 1:
        case 2:
        }
    }
}

Krok 12

Zapisujemy odpowiednie instrukcje dla przypadku pierwszego.

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
	int MetodaSzyfrowania;
	bool CzySzyfrujemy;
    
	while (true)
	{
		MetodaSzyfrowania = StworzMenu();
		CzySzyfrujemy = SzyfrDeszyfr();
		
		string wiadomosc;
		
		cout << "Podaj wiadomosc do ";

		if (CzySzyfrujemy == true)
			cout << "zaszyfrowania: ";
		else
			cout << "odszyfrowania: ";

		cin >> wiadomosc;

		cout << "Podaj klucz szyfrujacy: ";

		switch (MetodaSzyfrowania)
		{
		case 1:
            int KluczCezar;
			cin >> KluczCezar;
			if (CzySzyfrujemy == true)
				cout << "Zaszyfrowana wiadomosc: " << SzyfrCezar(wiadomosc, KluczCezar, 26) << endl;
			else
				cout << "Odszyfrowana wiadomosc: " << DeszyfrCezar(wiadomosc, KluczCezar, 26) << endl;
			break;
        case 2:
        }
    }
}

• Pierwsza z instrukcji to deklaracja odpowiedniej zmiennej do przechowania klucza szyfrującego. Jest to zmienna typu int, ponieważ w szyfrze Cezara możemy przesuwać tylko o wartości w postaci liczb całkowitych.

• Wczytujemy klucz szyfrujący do naszej zmiennej.

• Sprawdzamy, czy użytkownik wybrał opcję szyfrowania, czy deszyfrowania. Jeśli zmienna CzySzyfrujemy ma wartość prawda, to wykonujemy szyfrowanie podanej wiadomości, wykorzystując wczytany przed chwilą klucz szyfrowania.

• Jeśli użytkownik wybrał opcję szyfrowania, wyświetlamy odpowiedni komunikat wraz z zaszyfrowaną wiadomością, którą uzyskujemy z funkcji SzyfrCezar(). Funkcja ta jest dokładnie tą samą, która została opisana we wcześniejszych e‑materiałach.

• Jeśli użytkownik wybrał opcję deszyfrowania, wyświetlamy odpowiedni komunikat wraz z odszyfrowaną wiadomością, którą uzyskujemy z funkcji DeszyfrCezar(). Funkcja ta jest dokładnie tą samą, która została opisana we wcześniejszych e‑materiałach.

• Wykorzystujemy instrukcję break, by nasz program po wykonaniu instrukcji dla przypadku pierwszego nie zaczął wykonywać instrukcji dla przypadku drugiego.

Krok 13

Zapisujemy odpowiednie instrukcje dla przypadku drugiego.

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
	int MetodaSzyfrowania;
	bool CzySzyfrujemy;
    
	while (true)
	{
		MetodaSzyfrowania = StworzMenu();
		CzySzyfrujemy = SzyfrDeszyfr();
		
		string wiadomosc;
		
		cout << "Podaj wiadomosc do ";

		if (CzySzyfrujemy == true)
			cout << "zaszyfrowania: ";
		else
			cout << "odszyfrowania: ";

		cin >> wiadomosc;

		cout << "Podaj klucz szyfrujacy: ";

		switch (MetodaSzyfrowania)
		{
		case 1:
            int KluczCezar;
			cin >> KluczCezar;
			if (CzySzyfrujemy == true)
				cout << "Zaszyfrowana wiadomosc: " << SzyfrCezar(wiadomosc, KluczCezar, 26) << endl;
			else
				cout << "Odszyfrowana wiadomosc: " << DeszyfrCezar(wiadomosc, KluczCezar, 26) << endl;
			break;
        case 2:
			char tabela[26][26];
			wypelnij(tabela);
			string KluczVigenere;
			cin >> KluczVigenere;
			if (CzySzyfrujemy == true)
				cout << "Zaszyfrowana wiadomosc: " << SzyfrVigenere(wiadomosc, KluczVigenere, tabela) << endl;
			else
				cout << "Odszyfrowana wiadomosc: " << DeszyfrVigenere(wiadomosc, KluczVigenere, tabela) << endl;
			break;                
        }
    }
}

• Deklarujemy tablicę 26 na 26 znaków potrzebną do szyfrowania Vigenère'a.

• Wypełniamy zadeklarowaną przed chwilą tablicę funkcją wypelnij.

• Deklarujemy łańcuch znaków KluczVigenere, w którym będziemy przechowywać klucz szyfrujący.

• Sprawdzamy, czy użytkownik wybrał opcję szyfrowania, czy deszyfrowania. Jeśli zmienna CzySzyfrujemy ma wartość prawda, to wykonujemy szyfrowanie podanej wiadomości, wykorzystując wczytany przed chwilą klucz szyfrowania.

• Jeśli użytkownik wybrał opcję szyfrowania, wyświetlamy odpowiedni komunikat wraz z zaszyfrowaną wiadomością, którą uzyskujemy z funkcji SzyfrVigenere(). Funkcja ta jest dokładnie tą samą, która została opisana we wcześniejszych e‑materiałach.

• Jeśli użytkownik wybrał opcję deszyfrowania, wyświetlamy odpowiedni komunikat, wraz z odszyfrowaną wiadomością, którą uzyskujemy z funkcji DeszyfrVigenere(). Funkcja ta jest dokładnie tą samą, która została opisana we wcześniejszych e‑materiałach.

• Wykorzystujemy instrukcję break, by nasz program po wykonaniu instrukcji dla przypadku pierwszego nie zaczął wykonywać instrukcji dla przypadku drugiego.

Krok 14

Po wyświetleniu wiadomości czekamy na dowolny znak od użytkownika przy użyciu polecenia system("pause"), a następnie czyścimy ekran konsoli, korzystając z polecenia system("cls").

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
	int MetodaSzyfrowania;
	bool CzySzyfrujemy;
    
	while (true)
	{
		MetodaSzyfrowania = StworzMenu();
		CzySzyfrujemy = SzyfrDeszyfr();
		
		string wiadomosc;
		
		cout << "Podaj wiadomosc do ";

		if (CzySzyfrujemy == true)
			cout << "zaszyfrowania: ";
		else
			cout << "odszyfrowania: ";

		cin >> wiadomosc;

		cout << "Podaj klucz szyfrujacy: ";

		switch (MetodaSzyfrowania)
		{
		case 1:
            int KluczCezar;
			cin >> KluczCezar;
			if (CzySzyfrujemy == true)
				cout << "Zaszyfrowana wiadomosc: " << SzyfrCezar(wiadomosc, KluczCezar, 26) << endl;
			else
				cout << "Odszyfrowana wiadomosc: " << DeszyfrCezar(wiadomosc, KluczCezar, 26) << endl;
			break;
        case 2:
			char tabela[26][26];
			wypelnij(tabela);
			string KluczVigenere;
			cin >> KluczVigenere;
			if (CzySzyfrujemy == true)
				cout << "Zaszyfrowana wiadomosc: " << SzyfrVigenere(wiadomosc, KluczVigenere, tabela) << endl;
			else
				cout << "Odszyfrowana wiadomosc: " << DeszyfrVigenere(wiadomosc, KluczVigenere, tabela) << endl;
			break;                
        }
        system("pause");
		system("cls");
    }
}

Słownik