一个简单的加密和解密程序——凯撒密码

本节将介绍一个简单的加密和解密程序，通过本实例，读者将了解加密和解密内部的过程和相关概念，消除对加密和解密的神秘感。

★ 实例说明

凯撒密码是罗马扩张时期朱利斯•凯撒（Julius Caesar）创造的，用于加密通过信使传递的作战命令。它将字母表中的字母移动一定位置而实现加密。例如如果向右移动2位，则字母A将变为C，字母B将变为D，…，字母X变成Z，字母Y则变为A，字母Z变为B。因此，假如有个明文字符串“Hello”用这种方法加密的话，将变为密文：“Jgnnq”。而如果要解密，则只要将字母向相反方向移动同样位数即可。如密文“Jgnnq”每个字母左移两位变为“Hello”。这里，移动的位数“2”是加密和解密所用的密钥。

本实例通过Java实现了这一过程，由此可以了解与加密和解密相关的概念。

★ 编程思路

首先获取要加密的内容以及密钥，凯撒密码的密钥即字符移动的位数。由于凯撒密码器的移位是针对字符的，因此需要将待加密的内容中每个字符取出，然后针对每个字符分别加以移位。主要步骤如下：

（1） 读取要加密的字符串、密钥

String s=args[0];

int key=Integer.parseInt(args[1]);

分析：作为示例，程序中通过命令行参数传入要加密的字符串。凯撒密码器的密钥比较简单，只是移动的位数，这里不妨通过命令行参数传入。由于移动的位数为整数，因此使用Integer.parseInt( )方法进行了转换。

（2） 取出字符串中每个字符

for(int i=0;i<s.length( );i++){

char c=s.charAt(i);

分析：这里使用字符串类的 charAt（）方法取出每个字符，分别加以移位。

（3） 对每个字符进行移位

c+=key%26;

if(c<'a') c+=26;

if(c>'z') c-=26;

分析：由于字母表中共26个字符，因此移位前先将移动的位数(key)和26取模。由于Java中字符和整型可自动转换，因此将字符加上一个正整数即代表在字母表中右移多少位。如果移动的位数是负值，则代表在字母表中左移多少位。

尽管在移动之前已经将移动的位数和26取了模，但通过这种方式实现右移或左移仍可能发生超界。如字母x右移4位应该是字母b，但将字母x增加4后超出26个字母的范围。因此移位后使用两个if语句判断一下，如果向左超界（c<'a'）则增加26；向右超界（c>'z'）则减去26。

此外由于大写字母和小写字母判断是否超界的依据不同，程序中将字符分为大写和小写分别处理。

★ 代码与分析

public static void main(String args[])

throws Exception{

String s=args[0];

int key=Integer.parseInt(args[1]);

String es="";

for(int i=0;i<s.length( );i++)

{ char c=s.charAt(i);

if(c>='a' && c<='z') // 是小写字母

{ c+=key%26; //移动key%26位

if(c<'a') c+=26; //向左超界

if(c>'z') c-=26; //向右超界

}

else if(c>='A' && c<='Z') // 是大写字母

{ c+=key%26;

if(c<'A') c+=26;

if(c>'Z') c-=26;

}

es+=c;

}

System.out.println(es);

}

该程序既可用于加密又可用于解密。只要执行：

java Caesar 明文（要加密的字符串） 密钥（移动的位数）

即可加密。

在密钥前面加上负号，将运行

java Caesar 明文（要加密的字符串） -密钥（移动的位数）

即可解密。

如为了加密字符串“Hello World!”，可随意取一个密钥如4，运行：

java Caesar "Hello World!" 4

将输出“Lipps Asvph!”。这里“Hello World!”是明文，“Lipps Asvph!”是密文。

如果密钥大于26，程序中移位前会和26取模而将其调整到26以下。因此运行：

java Caesar "Hello World!" 30

同样将输出“Lipps Asvph!”。

为了将密文“Lipps Asvph!”解密，需要知道加密该密文所用的密钥4，这样，执行：

java Caesar "Lipps Asvph!" -4

将得到明文“Hello World!”。

如果密钥和加密时所用的不同，则解密时将得到无意义的输出，如运行

java Caesar "Lipps Asvph!" –3

程序将输出“Ifmmp Xpsme!”。这样，只有知道密钥才能得到原来的密文。

 

转载：http://hi.baidu.com/%B0%A2%C1%C1%D6%AE%C9%F9%BC%BC%CA%F5%B2%A9/blog/item/bcc5f682f48de899f703a60d.html