【密码学原理与实践】（二）代换密码符java代码实现

代换密码（Substitution Cipher）

转载请著明出处

定义

令P=C=Z₂₆，K是由26个数字0,1，…25的所有可能的置换组成，对任意的π∈K，定义e_π(x)=π(x)和d_π(y)=π^-1(y),这里的π^-1表示置换π的逆置换。

与上一节移位密码相比，移位密码的加密和解密都是代数运算，但是在代换密码的情形下，可简单将加密和解密过程直接看做是一个字母表上的置换。

因为代换密码比较简单，将不做过多的介绍，需要注意的是代换密码的秘钥空间大小是26!>4.0×10²⁶是一个很大的数，因此采用暴力攻击方式即使在计算机上也是不可能的，但是并不是说代换密码不可被破解，使用其他的密码分析方法，代还密码还是可以被攻破。

举个栗子

试用代换密码加密下列明文：

we will meet at midnight,

其中π在Z₂₆上的置换如下

x	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25
π(x)	23	13	24	0	7	15	14	6	25	16	22	1	19	18	5	11	17	2	21	12	20	4	10	9	3	8

先从如下字母表中获得每个字母对应的数字

A	B	C	D	E	F	G	H	I	J	K	L	M	N	O	P	Q	R	S	T	U	V	W	X	Y	Z
0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25

可得到：

22 4 22 8 11 11 12 4 4 19 0 19 12 8 3 13 8 6 7 19

从置换中可得密文数为：

10 7 10 25 1 1 12 7 7 12 23 12 19 28 0 18 28 14 6 12

从字母表中检索可得密文为：

KHKZ BBTH HMXM TZAS ZOGM

代码实现

package com.slp.cryptography;import java.util.Arrays;/*** @ClassName SubstitutionCipher* @Description 代换密码* @Author sanglp* @Date 2020/11/30 11:24* @Version 1.0**/
public class SubstitutionCipher {static  int[] arr = {23,13,24,0,7,15,14,6,25,16,22,1,19,18,5,11,17,2,21,12,20,4,10,9,3,8};static  int[] arr2 = new int[26];public static void main(String[] args) {init();enCrypt("wewillmeetatmidnight");deCrypt("KHKZBBTHHMXMTZASZOGM");}/*** 加密 代还密码需要先初始化一个代换表 在此我们用数组来表示* @param resource*/private static void enCrypt(String resource){char[] chararr = resource.toUpperCase().toCharArray();StringBuilder result = new StringBuilder();for(int i=0;i<chararr.length;i++){result.append( (char) ('A'+arr[chararr[i]-'A']));}System.out.println(result);}/*** 解密* @param resource*/private static void deCrypt(String resource){char[] chararr = resource.toUpperCase().toCharArray();StringBuilder result = new StringBuilder();for(int i=0;i<chararr.length;i++){result.append( (char) ('A'+arr2[chararr[i]-'A']));}System.out.println(result);}/*** 初始化逆置换矩阵*/private static void init(){for(int i=0;i<26;i++){arr2[arr[i]]=i;}System.out.println(Arrays.toString(arr2));}
}

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