java实现playfair
时间: 2023-11-18 20:31:00 浏览: 39
Playfair密码是一种经典的密码算法,它基于一个5x5的矩阵和一些规则来加密和解密消息。下面是一个基本的Java实现:
1. 首先,我们需要创建一个5x5的矩阵。我们可以使用一个字符串来表示矩阵,其中每个字符都代表一个格子。例如,我们可以使用“PLAYFIREXMBCDGHKNOQSTUVWZ”来表示矩阵。
String key = "PLAYFIREXMBCDGHKNOQSTUVWZ";
2. 我们需要实现两个方法:一个用于加密,另一个用于解密。在加密方法中,我们需要将待加密的消息分成2个字符一组,并按照以下规则进行加密:
a. 如果两个字符相同,我们需要在它们之间插入一个“X”。
b. 如果消息的长度是奇数,我们需要在最后一个字符后面添加一个“X”。
c. 对于每一组字符,我们需要查找它们在矩阵中的位置,并按照以下规则进行加密:
i. 如果两个字符在同一行,我们需要将它们替换为它们右侧的字符。
ii. 如果两个字符在同一列,我们需要将它们替换为它们下方的字符。
iii. 如果两个字符不在同一行或同一列,我们需要将它们替换为矩阵中对应的字符。
String encrypt(String message) {
// Step 1: Prepare the message
message = message.toUpperCase().replaceAll("[^A-Z]", "");
// Step 2: Insert 'X' between same characters and add 'X' at the end if the message length is odd
StringBuilder sb = new StringBuilder(message);
for (int i = 0; i < sb.length() - 1; i += 2) {
if (sb.charAt(i) == sb.charAt(i + 1)) {
sb.insert(i + 1, 'X');
}
}
if (sb.length() % 2 != 0) {
sb.append('X');
}
message = sb.toString();
// Step 3: Encrypt each pair of characters
sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < message.length(); i += 2) {
char c1 = message.charAt(i);
char c2 = message.charAt(i + 1);
int row1 = key.indexOf(c1) / 5;
int col1 = key.indexOf(c1) % 5;
int row2 = key.indexOf(c2) / 5;
int col2 = key.indexOf(c2) % 5;
if (row1 == row2) {
sb.append(key.charAt(row1 * 5 + (col1 + 1) % 5));
sb.append(key.charAt(row2 * 5 + (col2 + 1) % 5));
} else if (col1 == col2) {
sb.append(key.charAt(((row1 + 1) % 5) * 5 + col1));
sb.append(key.charAt(((row2 + 1) % 5) * 5 + col2));
} else {
sb.append(key.charAt(row1 * 5 + col2));
sb.append(key.charAt(row2 * 5 + col1));
}
}
return sb.toString();
}
3. 在解密方法中,我们需要按照相反的规则进行解密。具体来说,我们需要查找每个字符在矩阵中的位置,并按照以下规则进行解密:
a. 如果两个字符在同一行,我们需要将它们替换为它们左侧的字符。
b. 如果两个字符在同一列,我们需要将它们替换为它们上方的字符。
c. 如果两个字符不在同一行或同一列,我们需要将它们替换为矩阵中对应的字符。
String decrypt(String message) {
// Step 1: Decrypt each pair of characters
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < message.length(); i += 2) {
char c1 = message.charAt(i);
char c2 = message.charAt(i + 1);
int row1 = key.indexOf(c1) / 5;
int col1 = key.indexOf(c1) % 5;
int row2 = key.indexOf(c2) / 5;
int col2 = key.indexOf(c2) % 5;
if (row1 == row2) {
sb.append(key.charAt(row1 * 5 + (col1 + 4) % 5));
sb.append(key.charAt(row2 * 5 + (col2 + 4) % 5));
} else if (col1 == col2) {
sb.append(key.charAt(((row1 + 4) % 5) * 5 + col1));
sb.append(key.charAt(((row2 + 4) % 5) * 5 + col2));
} else {
sb.append(key.charAt(row1 * 5 + col2));
sb.append(key.charAt(row2 * 5 + col1));
}
}
message = sb.toString();
// Step 2: Remove the 'X' characters
sb = new StringBuilder(message);
for (int i = 0; i < sb.length() - 1; i += 2) {
if (sb.charAt(i) == 'X') {
sb.deleteCharAt(i);
}
}
message = sb.toString();
return message;
}
这是一个简单的Java实现,它可以加密和解密Playfair密码。需要注意的是,由于矩阵的大小是固定的,因此我们需要选择一个足够随机的字符串作为矩阵的表示。此外,我们还需要注意处理两个字符相同的情况和消息长度为奇数的情况。