实践编写古典置换法的例子java-CFANZ编程社区

古典置换法（Classical Substitution Cipher）的实践与代码示例

引言

在密码学领域，古典置换法是一种简单且古老的加密技术。它通过将明文中的每个字母替换为另一个字母来实现加密。这种加密方法在古代广泛使用，包括凯撒密码和维吉尼亚密码等。虽然现代密码学已经发展出更加复杂和安全的加密算法，但了解古典置换法仍然对理解密码学的基础原理有很大帮助。本文将介绍古典置换法的原理，并提供一个使用Java编写的示例代码。

古典置换法的原理

古典置换法的思想很简单，就是将明文中的每个字母替换为另一个字母。这种替换是根据一个密钥表来进行的，密钥表定义了每个字母的替换规则。古典置换法的密钥表可以是任意的，只要保证每个字母都能被替换为另一个字母即可。

例如，我们可以使用以下密钥表进行置换：

明文字母	密文字母
A	D
B	E
C	F
...	...
X	A
Y	B
Z	C

使用这个密钥表，明文中的每个字母都会被替换为字母表中的后续第三个字母。例如，"HELLO"会被加密为"KHOOR"。

古典置换法的实现

下面是一个使用Java编写的古典置换法加密和解密的示例代码：

public class ClassicalSubstitutionCipher {
    private static final String ALPHABET = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";

    public static String encrypt(String plaintext, String key) {
        StringBuilder ciphertext = new StringBuilder();
        for (char c : plaintext.toCharArray()) {
            int index = ALPHABET.indexOf(Character.toUpperCase(c));
            if (index != -1) {
                char encryptedChar = key.charAt(index);
                ciphertext.append(Character.isUpperCase(c) ? encryptedChar : Character.toLowerCase(encryptedChar));
            } else {
                ciphertext.append(c);
            }
        }
        return ciphertext.toString();
    }

    public static String decrypt(String ciphertext, String key) {
        StringBuilder plaintext = new StringBuilder();
        for (char c : ciphertext.toCharArray()) {
            int index = key.indexOf(Character.toUpperCase(c));
            if (index != -1) {
                char decryptedChar = ALPHABET.charAt(index);
                plaintext.append(Character.isUpperCase(c) ? decryptedChar : Character.toLowerCase(decryptedChar));
            } else {
                plaintext.append(c);
            }
        }
        return plaintext.toString();
    }

    public static void main(String[] args) {
        String plaintext = "HELLO";
        String key = "DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC";
        String ciphertext = encrypt(plaintext, key);
        String decryptedText = decrypt(ciphertext, key);

        System.out.println("Plaintext: " + plaintext);
        System.out.println("Ciphertext: " + ciphertext);
        System.out.println("Decrypted text: " + decryptedText);
    }
}

在上面的示例代码中，我们定义了一个ClassicalSubstitutionCipher类，其中包含了两个方法：encrypt和decrypt。encrypt方法接受明文和密钥作为参数，返回加密后的密文；decrypt方法接受密文和密钥作为参数，返回解密后的明文。

在main方法中，我们定义了一个明文字符串HELLO和一个密钥字符串DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC。然后，我们使用encrypt方法将明文加密为密文，并使用decrypt方法将密文解密为明文。最后，我们通过打印输出，展示了加密和解密的结果。