java实现仿射密码加密解密
仿射密码是一种很古老的加密方式，也被称为线性置换密码，它将明文按照一定规律进行替换和移位，从而得出密文。仿射密码通过将明文映射到一个新的字符集中，从而实现加密。其加密过程为将明文的每一个字母按照公式进行运算，得到对应的密文字母，公式为：E(x)=(ax+b)mod m，其中m为字符集的大小，a和b为加密密钥。
下面我们来看一下如何实现仿射密码的加密和解密过程。
加密过程：
1. 定义字符集，包含所有可能出现的字符。
2. 定义加密密钥，即a和b的值。
3. 对明文的每个字符进行加密。
4. 将加密后的密文字符串返回。
解密过程：
1. 根据加密密钥计算其逆元。
2. 对密文字符串中的每个字符进行解密操作。
3. 将解密后的明文字符串返回。
下面我们通过一个简单的Java程序来实现仿射密码的加密和解密过程。
1. 定义字符集和加密密钥
在代码中，我们以英文字母为字符集，用26表示字符集大小。定义a和b的值，为了方便起见，我们取a=3，b=5。
static String charSet = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
static int m = charSet.length();
static int a = 3, b = 5;
2. 实现加密函数
加密函数的作用是将明文字符串按照公式进行运算，得到对应的密文字符。具体实现如下：
public static String encrypt(String plainText) {
String cipherText = "";
for (int i = 0; i < plainText.length(); i++) {
// 获取当前明文字符
char ch = plainText.charAt(i);
// 明文字符在字符集中的位置
int index = charSet.indexOf(ch);
// 加密后的对应位置
int newIndex = (a * index + b) % m;
// 将加密后的字符加入密文中
cipherText += charSet.charAt(newIndex);
}
return cipherText;
}
3. 实现解密函数
解密函数是加密函数的逆运算。需要根据加密密钥计算出其逆元，再按照公式进行运算，得到对应的明文字符。具体实现如下：
public static String decrypt(String cipherText) {
String plainText = "";
// 计算a的逆元
int invA = 0;
for(int i = 0; i < m; i++){
if((a * i) % m == 1){
invA = i;
break;
}
}
for (int i = 0; i < cipherText.length(); i++) {
// 获取当前密文字符
char ch = cipherText.charAt(i);
// 密文字符在字符集中的位置
int index = charSet.indexOf(ch);
// 解密后的对应位置
int newIndex = (invA * (index - b + m)) % m;
// 将解密后的字符加入明文中
plainText += charSet.charAt(newIndex);
}
return plainText;
}
下面是完整的Java程序：
public class AffineCipher {
static String charSet = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
static int m = charSet.length();
static int a = 3, b = 5;
public static void main(String[] args) {
String plainText = "hello world";
String cipherText = encrypt(plainText);
System.out.println("密文：" + cipherText);
String decryptedText = decrypt(cipherText);
System.out.println("解密后的明文：" + decryptedText);
}
public static String encrypt(String plainText) {
String cipherText = "";
for (int i = 0; i < plainText.length(); i++) {
// 获取当前明文字符
char ch = plainText.charAt(i);
// 明文字符在字符集中的位置
int index = charSet.indexOf(ch);
// 加密后的对应位置
int newIndex = (a * index + b) % m;
// 将加密后的字符加入密文中
cipherText += charSet.charAt(newIndex);
}
return cipherText;
}
public static String decrypt(String cipherText) {
String plainText = "";
// 计算a的逆元
int invA = 0;
for(int i = 0; i < m; i++){
if((a * i) % m == 1){
invA = i;
break;
}
}
for (int i = 0; i < cipherText.length(); i++) {
// 获取当前密文字符
char ch = cipherText.charAt(i);
// 密文字符在字符集中的位置
int index = charSet.indexOf(ch);
// 解密后的对应位置
int newIndex = (invA * (index - b + m)) % m;
// 将解密后的字符加入明文中
plainText += charSet.charAt(newIndex);
}
return plainText;
}
}
以上就是Java实现仿射密码加密解密的过程。仿射密码虽然很古老，但在一些场景下仍然具有一定的应用价值。