浅析Vigenere加密算法的Java实现 | 夏冰加密软件技术博客
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浅析Vigenere加密算法的Java实现

Vigenere加密算法是多表代换密码中的一种,其思想是:明文的每个字母使用不同k的凯撒加密。

我们可以构造一个维吉尼亚密码表的矩阵,最左边为密钥字母,最上面为明文,加密过程很简单:给定密钥字母x和明文字母y,密文字母为位于x行和y列的字母。

其实,如果假设能被加密的字符有N个,如果把这N个字符建成一个环, 那么加密过程就是模N的过程,即,C(i)=(K(i)+P(i))modN,其中K、C、P分别代表的是密钥空间、密文空间、消息(明文)空间。

根据维吉尼亚密码算法,编写相应Java程序:

public class Vigenere {

/**大写字母表**/
static String alpha=”ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ”;

/**
* 处理密钥
* @param str 字符串
* @param K 密钥
* @return 与str长度相等的密钥字符串
*/
public static String dealK(String str,String K){
K=K.toUpperCase();// 将密钥转换成大写
K=K.replaceAll(“[^A-Z]”, “”);//去除所有非字母的字符
StringBuilder sb=new StringBuilder(K);
String key=””;
if(sb.length()!=str.length()){
//如果密钥长度与str不同,则需要生成密钥字符串
if(sb.length()<str.length()){
//如果密钥长度比str短,则以不断重复密钥的方式生成密钥字符串
while(sb.length()<str.length()){
sb.append(K);
}
}
//此时,密钥字符串的长度大于或等于str长度
//将密钥字符串截取为与str等长的字符串
key=sb.substring(0, str.length());
}
return key;
}

/**
* 根据vigenere密码算法对明文进行加密
* @param P 明文
* @param K 密钥
* @return 密文
*/
public static String encrypt(String P,String K){
P=P.toUpperCase();// 将明文转换成大写
P=P.replaceAll(“[^A-Z]”, “”);//去除所有非字母的字符
K=dealK(P,K);
int len=K.length();
StringBuilder sb=new StringBuilder();
for(int i=0;i<len;i++){
int row=alpha.indexOf(K.charAt(i));//行号
int col=alpha.indexOf(P.charAt(i));//列号
int index=(row+col)%26;
sb.append(alpha.charAt(index));
}
return sb.toString();
}

/**
* 根据vigenere密码算法对密文进行解密
* @param C 密文
* @param K 密钥
* @return 明文
*/
public static String decrypt(String C,String K){
C=C.toUpperCase();// 将密文转换成大写
C=C.replaceAll(“[^A-Z]”, “”);//去除所有非字母的字符
K=dealK(C,K);
int len=K.length();
StringBuilder sb=new StringBuilder();
for(int i=0;i<len;i++){
int row=alpha.indexOf(K.charAt(i));//行号
int col=alpha.indexOf(C.charAt(i));//列号
int index;
if(row>col){
index=col+26-row;
}else{
index=col-row;
}
sb.append(alpha.charAt(index));
}
return sb.toString();
}

public static void main(String args[]){
String P=”explanation”;
String K=”leg”;
String C=encrypt(P,K);
System.out.println(“密文:”+C);
System.out.println(“明文:”+decrypt(C,K));
}

}

运行程序,结果如下:
密文:PBVWETLXOZR
明文:EXPLANATION

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