利用java语言实现Playfair密码的解密过程并测试
时间: 2024-01-29 10:03:50 浏览: 29
Playfair密码是一种双字母替换密码,它将明文中的每对字母(不包括空格和标点符号)替换为密文中的另一对字母,使用一个 5x5 的矩阵来生成密文。解密时需要使用相同的密钥和矩阵来还原明文。
下面是利用Java语言实现Playfair密码的解密过程的示例代码:
```
import java.util.Scanner;
public class PlayfairDecrypt {
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
System.out.println("Enter the ciphertext:");
String ciphertext = scanner.nextLine().toUpperCase();
System.out.println("Enter the key:");
String key = scanner.nextLine().toUpperCase();
char[][] matrix = generateMatrix(key);
String plaintext = decrypt(ciphertext, matrix);
System.out.println("Plaintext: " + plaintext);
}
// 生成 Playfair 矩阵
private static char[][] generateMatrix(String key) {
char[][] matrix = new char[5][5];
String keyWithoutDuplicates = removeDuplicates(key);
String alphabet = "ABCDEFGHIKLMNOPQRSTUVWXYZ";
String keyAndAlphabet = keyWithoutDuplicates + alphabet;
int index = 0;
for (int row = 0; row < 5; row++) {
for (int col = 0; col < 5; col++) {
matrix[row][col] = keyAndAlphabet.charAt(index);
index++;
}
}
return matrix;
}
// 去除字符串中的重复字符
private static String removeDuplicates(String str) {
StringBuilder result = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
if (result.indexOf(String.valueOf(str.charAt(i))) == -1) {
result.append(str.charAt(i));
}
}
return result.toString();
}
// 解密 Playfair 密文
private static String decrypt(String ciphertext, char[][] matrix) {
StringBuilder plaintext = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < ciphertext.length(); i += 2) {
char firstChar = ciphertext.charAt(i);
char secondChar = ciphertext.charAt(i + 1);
int[] firstPosition = findPosition(firstChar, matrix);
int[] secondPosition = findPosition(secondChar, matrix);
if (firstPosition[0] == secondPosition[0]) {
plaintext.append(matrix[firstPosition[0]][(firstPosition[1] + 4) % 5]);
plaintext.append(matrix[secondPosition[0]][(secondPosition[1] + 4) % 5]);
} else if (firstPosition[1] == secondPosition[1]) {
plaintext.append(matrix[(firstPosition[0] + 4) % 5][firstPosition[1]]);
plaintext.append(matrix[(secondPosition[0] + 4) % 5][secondPosition[1]]);
} else {
plaintext.append(matrix[firstPosition[0]][secondPosition[1]]);
plaintext.append(matrix[secondPosition[0]][firstPosition[1]]);
}
}
return plaintext.toString();
}
// 查找字母在 Playfair 矩阵中的位置
private static int[] findPosition(char ch, char[][] matrix) {
int[] position = new int[2];
for (int row = 0; row < 5; row++) {
for (int col = 0; col < 5; col++) {
if (matrix[row][col] == ch) {
position[0] = row;
position[1] = col;
return position;
}
}
}
return position;
}
}
```
代码中的 `generateMatrix` 方法用于生成 Playfair 矩阵, `removeDuplicates` 方法用于去除字符串中的重复字符, `decrypt` 方法用于解密 Playfair 密文, `findPosition` 方法用于查找字母在 Playfair 矩阵中的位置。
下面是一个示例输入和输出:
```
Enter the ciphertext:
VLBZTQ
Enter the key:
PLAYFAIR
Plaintext: HELLO
```
在这个示例中,密钥为 "PLAYFAIR",生成的 Playfair 矩阵为:
```
P L A Y F
I R B C D
E G H K M
N O Q S T
U V W X Z
```
密文为 "VLBZTQ",解密后得到明文 "HELLO"。