换位加密、解密算法

换位密码算法方案，又称为置换加密方案，其根据一定的规则重新安排明文字母，使之成为密文。换位密码是最简单的密码学算法。

1. 换位加密、解密算法

换位加密解密的算法有很多种，这里介绍基于二维数组移位的换位加密、解密算法。二维数组移位的换位加密、解密算法即将明文字符串按照一个给定的顺序保存在二维数组中，然后按照另外一个顺序读出，便的到密文。执行相反的过程便可以恢复出明文。

1）换位加密算法

基于二维数组移位的加密算法的操作步骤如下：

（1）给定一个二维数组的列数，即该二维数组每行可以保存的字符个数。

（2）将明文字符串按行依次排列到该二维数组中。

（3）按列读出该二维数组中的字符，这样便得到密文。

可以根据此思路来编写相应的加密算法，代码示例如下：

    /**
     * 加密算法
     * @param str 明文
     * @param n    指定的二维数组的列数
     * @return
     */
    static char[] jiami(char[] str,int n){
        int len,d,i,j,m;
        char[] temp,miwen;
        len=str.length;
        if((d=len%n)!=0){
            len = len + n-d;
        }
        temp = new char[len];
        m=len/n;
        for(i=0;i<m;i++){
            for(j=0;j<n;j++){
                if(i*n+j<str.length){
                    temp[i+m*j]=str[i*n+j];
                }else{
                    temp[i+m*j]=‘ ‘;
                }
            }
        }
        while(temp[len-1]==‘ ‘){
            len--;
        }
        miwen = new char[len];
        for(i=0;i<len;i++){
            miwen[i]=temp[i];
        }
        return miwen;
    }

2）换位解密算法

基于二维数组移位的解密算法的操作步骤如下：

（1）给定一个二维数组的列数，即该二维数组每行可以保存的字符个数。这个数应该和加密算法中的一致。

（2）将密文字符串按列一次排列到该二维数组中。

（3）按行读出该二维数组中的字符，这样便得到明文。

可以根据此思路来编写相应的解密算法，代码示例如下：

    /**
     * 解密算法
     * @param miwen 密文
     * @param n    指定的二维数组的列数（与加密算法相同）
     * @return
     */
    static char[] jiemi(char[] miwen,int n){
        int len,d,i,j,m;
        char[] temp,str;
        len=miwen.length;
        if((d=len%n)!=0){
            len = len + n-d;
        }
        temp = new char[len];
        m=len/n;
        for(i=0;i<n;i++){
            for(j=0;j<m;j++){
                if(i*m+j<miwen.length){
                    temp[i+j*n]=miwen[i*m+j];
                }else{
                    temp[i+n*j]=‘ ‘;
                }
            }
        }
        while(temp[len-1]==‘ ‘){
            len--;
        }
        str = new char[len];
        for(i=0;i<len;i++){
            str[i]=temp[i];
        }
        return str;
    }

2. 换位加密、解密算法实例

完整的程序代码示例如下：

package com.cn.mimaxue;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.Scanner;

public class JiaMiJieMi {
    /**
     * 加密算法
     * @param str 明文
     * @param n    指定的二维数组的列数
     * @return
     */
    static char[] jiami(char[] str,int n){
        int len,d,i,j,m;
        char[] temp,miwen;
        len=str.length;
        if((d=len%n)!=0){
            len = len + n-d;
        }
        temp = new char[len];
        m=len/n;
        for(i=0;i<m;i++){
            for(j=0;j<n;j++){
                if(i*n+j<str.length){
                    temp[i+m*j]=str[i*n+j];
                }else{
                    temp[i+m*j]=‘ ‘;
                }
            }
        }
        while(temp[len-1]==‘ ‘){
            len--;
        }
        miwen = new char[len];
        for(i=0;i<len;i++){
            miwen[i]=temp[i];
        }
        return miwen;
    }
    /**
     * 解密算法
     * @param miwen 密文
     * @param n    指定的二维数组的列数（与加密算法相同）
     * @return
     */
    static char[] jiemi(char[] miwen,int n){
        int len,d,i,j,m;
        char[] temp,str;
        len=miwen.length;
        if((d=len%n)!=0){
            len = len + n-d;
        }
        temp = new char[len];
        m=len/n;
        for(i=0;i<n;i++){
            for(j=0;j<m;j++){
                if(i*m+j<miwen.length){
                    temp[i+j*n]=miwen[i*m+j];
                }else{
                    temp[i+n*j]=‘ ‘;
                }
            }
        }
        while(temp[len-1]==‘ ‘){
            len--;
        }
        str = new char[len];
        for(i=0;i<len;i++){
            str[i]=temp[i];
        }
        return str;
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException{
        char[] str,miwen,jiemi;
        int n,i;
        String go;
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        do{
            System.out.print("请输入指定的二维数组的列数：");
            n = input.nextInt();
            System.out.print("请输入明文：");
            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            String strtemp=br.readLine();
            str=strtemp.toCharArray();
            System.out.print("明文为：");
            for(i=0;i<str.length;i++){
                System.out.print(str[i]);
            }
            System.out.println();
            miwen=jiami(str,n);
            System.out.print("密文为：");
            for(i=0;i<miwen.length;i++){
                System.out.print(miwen[i]);
            }
            System.out.println();
            jiemi=jiemi(miwen,n);
            System.out.print("解密为：");
            for(i=0;i<jiemi.length;i++){
                System.out.print(jiemi[i]);
            }
            System.out.println();
            System.out.print("是否继续(y/n):");
            go = input.next();
        }while(go.equalsIgnoreCase("y"));
        System.out.println("退出程序！");
    }
}

程序运行结果如下：

请输入指定的二维数组的列数：4
请输入明文：Hello everyone!
明文为：Hello everyone!
密文为：Hoene reley!lvo
解密为：Hello everyone!
是否继续(y/n):y
请输入指定的二维数组的列数：5
请输入明文：You are very good!
明文为：You are very good!
密文为：Yrrooeydu  ! vg aeo
解密为：You are very good!
是否继续(y/n):n
退出程序！