Java之Caesar與Vigenere實現

1 背景介紹

話說目前做所謂"企業"開發的語言基本就集中在運用.Net和J2EE上了。又話說，在下很不幸又和Java"同流合污"了一把。現在回想起來，真是感慨萬千啊～遙想公瑾當年，小喬初嫁了，雄姿英發，羽扇綸巾，談笑間，強虜灰飛煙滅。～ 額，下面插播一下正題。其實，目前國內用Java做真正的"企業級"得其實並不是很多，絕大多數都是用個SSH¹就覺得這就是Java之企業級開發了，之後就開始沾沾自喜了。這你說讓Servlet和EJB3情何以堪啊～所以說，目前國內大多數Java的開發環境並不能說真正的武裝到牙齒。 基於這樣的原因，有些時候，我們在做一些"工程"的時候～，當然對於多數情況就是IDE菜單選擇"新建工程"這麼個選項出來的貨了，對於某些應用，需要用到一些加密算法，雖說Java自身帶有專門的加密庫，但是那個用起來的確有些麻煩，而且加密算法還是動態加載的，在本地測試的話問題還不是很大，痛苦的是萬一到服務器上一跑，這個加密算法加載失敗什麼的，這可就大條了。如果說是一個什麼認證系統之類的，那也就罷了。但如果只是一些對密碼強要求很低，但不加密又不行的情況，那的確是挺麻煩的一件事情。 那麼，處於對易用性，易實現性的考慮，那些什麼DES算法就暫時不考慮了。如果真有這個需求的話，相信找個健壯性很高的DES問題還不是很大的。而在那許多經典的加密算法中，要數Caesar加密比較經典了。所以，處於這樣的一個需求，就打算實現一個經典加密算法。

2 Caesar加密算法

Caesar加密算法算是經典加密算法中最簡單的了。對於標准的Caesar來說，就是把字母序列向後移動一定的數量，替換後得到密文，而這個數量為固定值3。也就是說，在都是由英文字母組成的文本裡，字母A將會被替換成D，B會被替換成E，以此類推。

對於Caesar加密算法，存在幾點問題。首先是這個作為密鑰的值是個固定的3，而且字母表又是按順序排列的，所以只要對方知道你是用Caesar加密的，就很容易的脫密成原文，雖然有些麻煩，但是這就和用原文是差不多的，即使對加密要求很低也不能低成這樣不是？然後是這個替換表，因為是基於字母表的，所以對於英文來說只能加密英文字母，這樣就不能被支持了。最後，因為替換是固定的，所以，對於同一個字母，http://www.linuxidc.com加密後的字母也是固定的。比如"AAA"這個文本加密後，就是"DDD"，看起來還不夠迷惑人。

基於以上的原因，我這裡實現的Caesar做了一些修改，但是總的思路還是Caesar。

public class Caesar {  
    private String table;  
    private int seedA = 1103515245;  
    private int seedB = 12345;  
      
    public Caesar(String table, int seed) {  
        this.table = chaos(table, seed, table.length());  
    }  
    public Caesar(String table) {  
        this(table, 11);  
    }  
    public Caesar() {  
        this(11);  
    }  
    public Caesar(int seed) {  
        this("ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ", seed);  
    }  
    public char dict(int i, boolean reverse) {  
        int s = table.length(), index = reverse ? s - i : i;  
        return table.charAt(index);  
    }  
    public int dict(char c,  boolean reverse) {  
        int s = table.length(), index = table.indexOf(c);  
        return reverse ? s - index : index;  
    }  
    public int seed(int seed) {  
        long temp = seed;  
        return (int)((temp * seedA + seedB) & 0x7fffffffL);  
    }  
  
    public String chaos(String data, int seed, int cnt) {  
        StringBuffer buf = new StringBuffer(data);  
        char tmp; int a, b, r = data.length();  
        for (int i = 0; i < cnt; i += 1) {  
            seed = seed(seed); a = seed % r;  
            seed = seed(seed); b = seed % r;  
            tmp = buf.charAt(a);  
            buf.setCharAt(a, buf.charAt(b));  
            buf.setCharAt(b, tmp);  
        }  
        return buf.toString();  
    }  
  
    public String crypto(boolean reverse,  
                         int key, String text) {  
        String ret = null;  
        StringBuilder buf = new StringBuilder();  
        int m, s = table.length(), e = text.length();  
  
        for(int i = 0; i < e; i += 1) {  
            m = dict(text.charAt(i), reverse);  
            if (m < 0) break;  
            m = m + key + i;  
            buf.append(dict(m % s, reverse));  
        }  
        if (buf.length() == e)  
            ret = buf.toString();  
        return ret;  
    }  
    public String encode(int key, String text) {  
        return crypto(false, key, text);  
          
    }  
    public String decode(int key, String text) {  
        return crypto(true , key, text);  
    }  
      
    public static void main(String[] args) {  
        Caesar caesar = new Caesar();  
        String data = caesar.encode(32, "APPLE");  
        caesar.decode(32, data);  
    }  
}  

在上面的Caesar實現中，我用一個整數替代了原來作為密鑰的固定值3。其次，可以通過傳入不同的字符集讓這個加密算法的適用性更廣泛。最後，算法類在初始化的時候，會對替換表做一次擾亂操作，這樣的話，即使是相同的替換表，因為初始化傳入的seed不同，加密出來的內容也會不同。至於程序的細節，我想源碼會更直觀的告訴你的。