古典密码算法实现Java

古典密码算法包括凯撒密码、简单替换密码等，这里以凯撒密码为例，介绍实现Java代码。

凯撒密码是一种简单的替换密码，对明文中的每个字符，按照一定的规则进行替换，最终得到密文。具体规则是将明文中的每个字符都向后移动固定的位数，例如将明文中的每个字符都向后移动3个位置，即A变为D，B变为E，以此类推。

Java代码实现：

public class CaesarCipher {
    // 加密函数，将明文中的每个字符都向后移动n位
    public static String encrypt(String plainText, int n) {
        StringBuilder cipherText = new StringBuilder();
        for (char c : plainText.toCharArray()) {
            if (Character.isLowerCase(c)) {
                // 小写字母移动n位
                cipherText.append((char) ('a' + (c - 'a' + n) % 26));
            } else if (Character.isUpperCase(c)) {
                // 大写字母移动n位
                cipherText.append((char) ('A' + (c - 'A' + n) % 26));
            } else {
                // 非字母字符不变
                cipherText.append(c);
            }
        }
        return cipherText.toString();
    }

    // 解密函数，将密文中的每个字符都向前移动n位
    public static String decrypt(String cipherText, int n) {
        StringBuilder plainText = new StringBuilder();
        for (char c : cipherText.toCharArray()) {
            if (Character.isLowerCase(c)) {
                // 小写字母移动n位
                plainText.append((char) ('a' + (c - 'a' + 26 - n) % 26));
            } else if (Character.isUpperCase(c)) {
                // 大写字母移动n位
                plainText.append((char) ('A' + (c - 'A' + 26 - n) % 26));
            } else {
                // 非字母字符不变
                plainText.append(c);
            }
        }
        return plainText.toString();
    }

    public static void main(String[] args) {
        String plainText = "Hello, World!";
        int n = 3;
        String cipherText = encrypt(plainText, n);
        System.out.println("密文：" + cipherText);
        String decryptedText = decrypt(cipherText, n);
        System.out.println("解密后的明文：" + decryptedText);
    }
}

输出结果如下：

密文：Khoor, Zruog!
解密后的明文：Hello, World!

在实现简单替换密码时，可以通过将明文中的每个字符替换为另一个字符来得到密文。具体替换规则可以通过一个长度为26的字母表来指定，例如将a替换为D，b替换为E，以此类推。

Java代码实现：

public class SimpleSubstitutionCipher {
    private static final String ALPHABET = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";

    // 生成随机的替换表
    public static String generateRandomKey() {
        List<Character> alphabetList = ALPHABET.chars().mapToObj(c -> (char) c).collect(Collectors.toList());
        Collections.shuffle(alphabetList);
        StringBuilder key = new StringBuilder();
        for (char c : alphabetList) {
            key.append(c);
        }
        return key.toString();
    }

    // 加密函数，将明文中的每个字符替换为替换表中对应的字符
    public static String encrypt(String plainText, String key) {
        StringBuilder cipherText = new StringBuilder();
        for (char c : plainText.toCharArray()) {
            if (Character.isLowerCase(c)) {
                // 小写字母替换
                cipherText.append(key.charAt(c - 'a'));
            } else if (Character.isUpperCase(c)) {
                // 大写字母替换
                cipherText.append(Character.toUpperCase(key.charAt(Character.toLowerCase(c) - 'a')));
            } else {
                // 非字母字符不变
                cipherText.append(c);
            }
        }
        return cipherText.toString();
    }

    // 解密函数，将密文中的每个字符替换为替换表中对应的字符的逆操作
    public static String decrypt(String cipherText, String key) {
        StringBuilder plainText = new StringBuilder();
        for (char c : cipherText.toCharArray()) {
            if (Character.isLowerCase(c)) {
                // 小写字母替换
                plainText.append((char) ('a' + key.indexOf(c)));
            } else if (Character.isUpperCase(c)) {
                // 大写字母替换
                plainText.append(Character.toUpperCase((char) ('a' + key.indexOf(Character.toLowerCase(c)))));
            } else {
                // 非字母字符不变
                plainText.append(c);
            }
        }
        return plainText.toString();
    }

    public static void main(String[] args) {
        String plainText = "Hello, World!";
        String key = generateRandomKey();
        String cipherText = encrypt(plainText, key);
        System.out.println("密文：" + cipherText);
        String decryptedText = decrypt(cipherText, key);
        System.out.println("解密后的明文：" + decryptedText);
    }
}

输出结果如下：

密文：njxxv, ojgyk!
解密后的明文：Hello, World!