1. 凯撒加密算法 (对称算法)

1. 凯撒加密算法

1.1 算法逻辑

根据一个固定偏移值(offset), 将字母向一个方向偏移, 进行加密.
1.2 初步思路

• 获取明文(plaintext)
  
• 获取明文字符串的单独字符
  
• 进行字符值偏移
  
• 当偏移超出字母范围时, 回到第一个字母处继续偏移.
  
• 得到密文(ciphertext)
  

1.3 初步编程

1. /*
2. 凯撒密码：
3. 偏移量
4. A(65)~Z(90)
5. a(97)~z(122)
7. 方法1: 但偏移量超过范围时， 返回到最初循环
8. 方法二：进行数组偏移（加密）
9. 方法三：进行数组回位（解密）
10. */
12. public class Task01_Caesar {
13.     public static void main(String[] args) {
14.         // 输入明文
15.         String plaintext = "I told it was a lie. ";
17.         // 明文加密
18.         String password = leadingPlaintext(plaintext, 10);
19.         System.out.println(password);
21.         // 密文解密
22.         String plaintext1 = leadingPassword(password, 10);
23.         System.out.println(plaintext1);
24.     }
26.     // 凯撒密码加密
27.     public static String leadingPlaintext(String plaintext, int leadingNum) {
28.         String password = "";
30.         // 将明文转化成字符数组
31.         char[] charPassword = plaintext.toCharArray();
33.         // 进行加密操作
34.         int[] intPassword = new int[charPassword.length];
35.         for (int i = 0; i < charPassword.length; i++) {
36.             // 将字符数组转化成字符码数组
37.             intPassword[i] = (int)charPassword[i];
39.             // 字符码数组偏移&范围限定
40.             intPassword[i] = limitLetter(intPassword[i], intPassword[i]+leadingNum);
42.             // 偏移字符码数组重新输出为字符数组
43.             charPassword[i] = (char)intPassword[i];
45.             // 将字符数组转化成字符串
46.             password = String.valueOf(charPassword);
47.         }
49.         return password;
50.     }
52.     // 凯撒密码解密
53.     public static String leadingPassword(String password, int leadingNum) {
54.         String plaintext = "";
56.         // 将密码转化成字符数组
57.         char[] charPassword = password.toCharArray();
59.         // 进行解密操作
60.         int[] intPassword = new int[charPassword.length];
61.         for (int i = 0; i < charPassword.length; i++) {
62.             // 将字符数组转化成字符码数组
63.             intPassword[i] = (int)charPassword[i];
65.             // 字符码数组偏移&范围限定
66.             intPassword[i] = limitLetter(intPassword[i], intPassword[i]-leadingNum);
68.             // 偏移字符码数组重新输出为字符数组
69.             charPassword[i] = (char)intPassword[i];
71.             // 将字符数组转化成字符串
72.             plaintext = String.valueOf(charPassword);
73.         }
75.         return plaintext;
76.     }
78.     // 进行范围限定
79.     public static int limitArea(int num, int min, int max) {
80.         int area = 26;  // 限定范围区间
81.         while (num < min || num > max) {
82.             if (num < min) {
83.                 num += area;
84.             } else if (num > max) {
85.                 num -= area;
86.             }
87.         }
88.         return num;
89.     }
91.     // 进行字母范围限定
92.     public static int limitLetter(int originNum, int leadingNum) {
93.         if (originNum >=65 && originNum <= 90) {
94.             leadingNum = limitArea(leadingNum, 65, 90);
95.         } else if (originNum >= 97 && originNum <= 122) {
96.             leadingNum = limitArea(leadingNum, 97, 122);
97.         }
98.         return leadingNum;
99.     }
100. }

复制代码

1.5 思路重置

• 不需要将字符串转化为字符数组, 可以通过String.charAt()方法在for循环里直接获取单独的字符. 不需要使用String.toCharArray()方法将字符串转化为字符数组.
  
• 因为字符char本质其实是数字, 所以可以直接使用char进行逻辑判断, 不需要将其转换为数字码点再判断.
  
• 当需要框定一个数的范围, 进行A-B循环时, 可以通过取余操作进行限定.
  b = (b % 26)+1 (限定范围1~26的数字)
  

1.6 A-B循环

[code]/** description: 1~26循环数输出 */public class Task03_ABLoop {    public static void main(String[] args) {        for (int i = 0; i