CS50-MCZ

Substitution

Para este problema, você escreverá um programa que implementa uma cifra de substituição, conforme abaixo.

$ ./substitution JTREKYAVOGDXPSNCUIZLFBMWHQ
plaintext:  HELLO
ciphertext: VKXXN      

Problema a Resolver

Em um arquivo chamado substitution.c em uma pasta chamada substitution, crie um programa que permite criptografar mensagens usando uma cifra de substituição. No momento em que o usuário executa o programa, ele deve decidir, fornecendo um argumento de linha de comando, qual deve ser a chave na mensagem secreta que fornecerá em tempo de execução.

Começando

Passo a Passo

Eis aqui um passo a passo para a resolução do problema.

Contexto

Em uma cifra de substituição, "criptografamos" (ou seja, ocultamos de maneira reversível) uma mensagem substituindo cada letra por outra letra. Para isso, usamos uma chave: nesse caso, um mapeamento de cada uma das letras do alfabeto para a letra que ela deve corresponder quando criptografada. Para "descriptografar" a mensagem, o receptor da mensagem precisaria conhecer a chave, para que possa reverter o processo: traduzindo o texto criptografado (geralmente chamado de ciphertext) de volta à mensagem original (geralmente chamada de plaintext).

Uma chave, por exemplo, pode ser a string NQXPOMAFTRHLZGECYJIUWSKDVB. Essa chave de 26 caracteres significa que A (a primeira letra do alfabeto) deve ser convertida em N (o primeiro caractere da chave), B (a segunda letra do alfabeto) deve ser convertida em Q (o segundo caractere da chave), e assim por diante.

Uma mensagem como HELLO, então, seria criptografada como FOLLE, substituindo cada uma das letras de acordo com o mapeamento determinado pela chave.

Vamos escrever um programa chamado substitution que permita criptografar mensagens usando uma cifra de substituição. No momento em que o usuário executa o programa, ele deve decidir, fornecendo um argumento de linha de comando, qual será a chave na mensagem secreta que ele fornecerá em tempo de execução.

Aqui estão alguns exemplos de como o programa pode funcionar. Por exemplo, se o usuário inserir uma chave de YTNSHKVEFXRBAUQZCLWDMIPGJO e um plaintext de HELLO:

$ ./substitution YTNSHKVEFXRBAUQZCLWDMIPGJO
plaintext:  HELLO
ciphertext: EHBBQ  

Veja como o programa pode funcionar se o usuário fornecer uma chave de VCHPRZGJNTLSKFBDQWAXEUYMOI e um texto simples de hello, world:

$ ./substitution VCHPRZGJNTLSKFBDQWAXEUYMOI
plaintext:  hello, world
ciphertext: jrssb, ybwsp  

Observe que nem a vírgula nem o espaço foram substituídos pelo cifrador. Apenas substitua os caracteres alfabéticos! Observe também que o caso da mensagem original foi preservado. Letras minúsculas permanecem minúsculas e letras maiúsculas permanecem maiúsculas.

Se os caracteres na chave em si são maiúsculos ou minúsculos, não importa. Uma chave de VCHPRZGJNTLSKFBDQWAXEUYMOI é funcionalmente idêntica a uma chave de vchprzgjntlskfbdqwaxeuymoi (assim como, aliás, VcHpRzGjNtLsKfBdQwAxEuYmOi).

E se um usuário não fornecer uma chave válida? O programa deve explicar com uma mensagem de erro:

$ ./substitution ABC
Key must contain 26 characters.  

Ou se o usuário não colaborar, não fornecendo nenhum argumento de linha de comando? O programa deve lembrar o usuário como usar o programa:

$ ./substitution
Usage: ./substitution key  

Ou realmente, realmente não coopera, fornecendo muitos argumentos de linha de comando? O programa também deve lembrar o usuário de como usar o programa:

$ ./substitution 1 2 3
Usage: ./substitution key  

Especificação

Projete e implemente um programa, substitution, que criptografa mensagens usando um cifra de substituição.

• Implemente seu programa em um arquivo chamado substitution.c em um diretório chamado substitution.
• Seu programa deve aceitar um único argumento de linha de comando, a chave a ser usada para a substituição. A chave em si deve ser insensível a maiúsculas e minúsculas, portanto, se algum caractere na chave estiver em maiúscula ou minúscula, isso não afetará o comportamento do seu programa.
• Se o seu programa for executado sem argumentos de linha de comando ou com mais de um argumento de linha de comando, seu programa deve imprimir uma mensagem de erro de sua escolha (com printf) e retornar de main um valor de 1 (que tende a significar um erro) imediatamente.
• Se a chave for inválida (por não conter 26 caracteres, conter qualquer caractere que não seja um caractere alfabético, ou não conter cada letra exatamente uma vez), seu programa deve imprimir uma mensagem de erro de sua escolha (com printf) e retornar de main um valor de 1 imediatamente.
• Seu programa deve exibir plaintext: (sem uma nova linha) e, em seguida, solicitar ao usuário uma string de texto simples (usando get_string).
• Seu programa deve exibir ciphertext: (sem uma nova linha) seguido do texto cifrado correspondente ao texto simples fornecido, com cada caractere alfabético do texto simples substituído pelo caractere correspondente no texto cifrado; caracteres não alfabéticos devem ser exibidos inalterados.
• Seu programa deve preservar a caixa: letras maiúsculas devem permanecer letras maiúsculas; letras minúsculas devem permanecer letras minúsculas.
• Após a exibição do texto cifrado, você deve imprimir uma nova linha. Seu programa deve então sair, retornando 0 a partir de main.

Você pode achar uma ou mais funções declaradas em ctype.h úteis, conforme manual.cs50.io.

Como Testar o Seu Código

Execute o código abaixo para avaliar a correção do seu código usando o check50. Mas certifique-se de compilar e testá-lo você mesmo também!

check50 cs50/problems/2024/x/substitution

Execute o comando abaixo para avaliar o estilo do seu código usando style50.

style50 substitution.c

debug50 ./substitution KEY
  

debug50 ./substitution
  

Como Enviar

No seu terminal, execute abaixo para enviar seu trabalho.

submit50 cs50/problems/2024/x/substitution