实现 Playfair 密码算法的Java程序
Cipher 是一种用于加密和解密的算法。密文是一个适用于不同类型的算法将明文转换为编码文本的过程。它被称为密文。 Playfair 密码是第一个实用的有向图替换密码。该方案由查尔斯·惠斯通 (Charles Wheatstone) 于 1854 年发明，但以提倡使用密码的普莱费尔勋爵 (Lord Playfair) 命名。与传统密码不同，在 Playfair 密码中，我们加密一对字母（有向图）而不是单个字母。它在第二次布尔战争和第一次世界大战中被英国军队用于战术目的，在第二次世界大战期间被澳大利亚人用于同样的目的。这是因为 Playfair 使用起来相当快，并且不需要特殊设备。
算法：
- 创建一个 5 交叉 5 的矩阵，其中所有英文字母的字母表都放在其中。现在，您一定想知道有 26 个字母表而矩阵只有 25 个单元格。为了解决这个问题，将字母“i”和“j”放入一个单元格中。
- 现在插入密钥并将剩余的字母放入矩阵中。该矩阵是通过从左到右按行将键值和剩余字母插入矩阵而制成的。
- 将文本转换为成对的字母，记住没有两个字母应该连续重复。例如：'code' 写成 'co','de'
- 如果字母重复，则添加“x”以制作与字母重复次数一样多的对集。例如：'helloh' 写成 'he' 'l x ', 'l x ', 'oh'。这里的字母 'l' 连续 2 次，因此有两组和两次添加的 'x's
- 现在，如果分解成对后，留下一个字母，就像我们添加了 'x' 一样，将 'z' 添加到该字母中。例如：'hello' 写成 'he' 'lx', 'lx', 'o z '
- 使用 3 个标准规则求解矩阵或形成代码
- 如果两个字母都在同一行，用紧邻右边的字母替换它们。
- 如果两个字母都在同一列中，则将它们替换为紧邻其下方的字母。
- 如果不在同一行或同一列，则分别用同一行的字母替换，但在另一对角处
插图：c o d e u f s t k g l r m n p e i/j a h b v w x y z
执行：
- 生成密钥 Square(5×5)
- 加密明文
例子
Java
// Java Program for Playfair Cipher Algorithm
// Importing all utility classes
import java.util.*;
// Main class
public class Main {
// Removing the duplicate values from the key
static String removeDuplicate(String s)
{
int j, index = 0, len = s.length();
char c[] = s.toCharArray();
for (int i = 0; i < len; i++) {
for (j = 0; j < i; j++) {
if (c[i] == c[j])
break;
}
if (i == j)
c[index++] = c[i];
}
s = new String((Arrays.copyOf(c, index)));
return s;
}
// Method 1
// Removing the white spaces from string 'st'
// which was replaced by the key as space.
static String removeWhiteSpace(char[] ch, String key)
{
char[] c = key.toCharArray();
// removing character which are input by the user
// from string st
for (int i = 0; i < c.length; i++) {
for (int j = 0; j < ch.length; j++) {
if (c[i] == ch[j])
c[i] = ' ';
}
}
key = new String(c);
key = key.replaceAll(" ", "");
return key;
}
// Method 2
// To make the pair for encryption in plaintext.
static String makePair(String pt)
{
String s = "";
char c = 'a';
for (int i = 0; i < pt.length(); i++) {
if (pt.charAt(i) == ' ')
continue;
else {
c = pt.charAt(i);
s += pt.charAt(i);
}
if (i < pt.length() - 1)
if (pt.charAt(i) == pt.charAt(i + 1))
s += "x";
}
// If plain text length is odd then
// addig x to make length even.
if (s.length() % 2 != 0)
s += "x";
System.out.println(s);
return s;
}
// Method 3
// To find the position of row and column in matrix
// for encryption of the pair.
static int[] findIJ(char a, char b, char x[][])
{
int[] y = new int[4];
if (a == 'j')
a = 'i';
else if (b == 'j')
b = 'i';
for (int i = 0; i < 5; i++) {
for (int j = 0; j < 5; j++) {
if (x[i][j] == a) {
y[0] = i;
y[1] = j;
}
else if (x[i][j] == b) {
y[2] = i;
y[3] = j;
}
}
}
if (y[0] == y[2]) {
y[1] += 1;
y[3] += 1;
}
else if (y[1] == y[3]) {
y[0] += 1;
y[2] += 1;
}
for (int i = 0; i < 4; i++)
y[i] %= 5;
return y;
}
// Method 4
// To encrypt the plaintext
static String encrypt(String pt, char x[][])
{
char ch[] = pt.toCharArray();
int a[] = new int[4];
for (int i = 0; i < pt.length(); i += 2) {
if (i < pt.length() - 1) {
a = findIJ(pt.charAt(i), pt.charAt(i + 1),
x);
if (a[0] == a[2]) {
ch[i] = x[a[0]][a[1]];
ch[i + 1] = x[a[0]][a[3]];
}
else if (a[1] == a[3]) {
ch[i] = x[a[0]][a[1]];
ch[i + 1] = x[a[2]][a[1]];
}
else {
ch[i] = x[a[0]][a[3]];
ch[i + 1] = x[a[2]][a[1]];
}
}
}
pt = new String(ch);
return pt;
}
// Method 5
// Main driver method
public static void main(String[] args)
{
// Creating an Scanner clas object to
// take input from user
Scanner sc = new Scanner(System.in);
String pt = "instruments";
// Key input
String key = "monarchy";
key = removeDuplicate(key);
char[] ch = key.toCharArray();
// Reading string array of Letters of english
// alphabet as Playfair to implement
String st = "abcdefghiklmnopqrstuvwxyz";
st = removeWhiteSpace(ch, st);
char[] c = st.toCharArray();
// Matrix input using above key
char[][] x = new char[5][5];
int indexOfSt = 0, indexOfKey = 0;
for (int i = 0; i < 5; i++) {
for (int j = 0; j < 5; j++) {
if (indexOfKey < key.length())
x[i][j] = ch[indexOfKey++];
else
x[i][j] = c[indexOfSt++];
}
}
// Printing Matrix
for (int i = 0; i < 5; i++) {
for (int j = 0; j < 5; j++)
System.out.print(x[i][j] + " ");
System.out.println();
}
// For getting encrypted output
// Calling makePair() method over object created in
// main()
pt = makePair(pt);
// Calling makePair() method over object created in
// main()
pt = encrypt(pt, x);
// Print and display in the console
System.out.println(pt);
}
}输出
m o n a r
c h y b d
e f g i k
l p q s t
u v w x z
instrumentsx
gatlmzclrqxa