Playfair解密加密算法

Playfair密码加密解密算法背景：在现实世界里密码是随处可见的。最常见的就是我们使用的各种软件，大都需要密码验证。然而在生活中，锁的应用也是一种密码的体现。对于密码的广泛使用，促使我们对密码学有了全新的认识。同时密码学也逐渐形成了一门非常有用的学科。数据摘要是实现网上信息安全的重要手段，而数据摘要又是密码学中占有非常重要的地位。在数据摘要的算法中哈希函数又是关键。密码学是研究编制和密码破解的技术科学，它的客观变化规律应用于编制密码以保守通信秘密的，称为编码学；应用于破译密码以获取通信情报的，称为破译学，总称为密码学。它是在编码和破译的斗争中发展起来的，并随着先进科学技术的应用已成为一门综合性的尖端技术科学。它与语言学、数学、电子学、声学、信息论、计算机科学有着广泛而密切的联系。本次课程设计是就其中的一种加密解密算法—Playfair加密解密算法进行研究。在这里我们应用Playfair加密解密算法对字符串进行加密和解密的过程。同时需要我们输入密钥，以及转换字符来进行加密。通过这个例子加深我们对Playfair加密解密算法进行更深的理解。绪论密码学作为保护信息的手段，经历了三个发展时期。它最早应用在军事和外交领域，随着科技的发展而逐渐进入人们的生活中。在手工阶段，人们只需通过纸和笔对字符进行加密。密码学的历史源远流长，人类对密码的使用可以追溯到古巴比伦时代。下图的Phaistos圆盘是一种直径约为160mm的粘土圆盘，它始于公元前17世纪，表面有明显字间空格的字母。近年有研究学家认为它记录着某种古代天文历法，但真相仍是个迷。随着工业革命的兴起，密码学也进入了机器时代、电子时代。与人手操作相比电子密码机使用了更优秀复杂的加密手段，同时也拥有更高的加密解密效率。其中最具有代表性的就是下图所示的ENIGMA。ENIGMA是德国在1919年发明的一种加密电子器，它被证明是有史以来最可靠的加密系统之一。二战期间它开始被德军大量用于铁路、企业当中，令德军保密通讯技术处于领先地位。在这个时期虽然加密设备有了很大的进步，但是密码学的理论却没有多大的改变，加密的主要手段仍是--替代和换位。计算机的出现使密码进行高度复杂运算成为可能。直到1976年，为了适应计算机网络通信和商业保密要求产生的公开密钥密码理论，密码学才在真正意义上取得了重大突破，进入近代密码学阶段。近代密码学改变了古典密码学单一的加密手法，融入了大量的数论、几何、代数等丰富知识，使密码学得到更蓬勃的发展。到了现在，世界各国仍然对密码的研究高度重视，已经发展到了现代密码学时期。密码学已经成为结合物理、量子力学、电子学、语言学等多个专业的综合科学，出现了如“量子密码”、“混沌密码”等先进理论，在信息安全中起着十分重要的角色。Playfair密码是多表代替密码的经典算法。Playfair密码出现于1854年，由CharlesWheatstone发明，它将明文中的字母组合作为一个单元对待，并将这些单元转换为密文双字母组合。Playfair加密解密算法概述Playfair加密解密算法可以分为三步。构造矩阵Playfair密码基于一个5*5字母矩阵，该矩阵使用一个关键字（密钥）来构造，其构造方法是：从左至右，从上至下依次填入关键词的字母（去除重复的字母），然后再以字母表的顺序依次填入其他字母。字母I和J被算为一个字母（即J被当作I处理）。明文分组将明文字符串按两个字母一组进行分组，分组之后，如果相邻两个字母相同，则要在它们之间插入一个字符（事先约定的字母，如Q）；如果明文字母数为奇数，同样要在明文的末端添加某个事先约定的字母作为填充。加密方法对每一对明文字母P1、P2的加密方法如下：若P1、P2在同一行时，则对应的密文C1和C2分别是紧靠P1、P2右端的字母。其中第一列被视为在最后一列的右方（解密时相反）。若P1、P2在同一列时，则对应的密文C1和C2分别是紧靠P1、P2下方的字母。其中第一行视为在最后一行的下方（解密时相反）。若P1、P2不在同一行，也不在同一列时，则C1和C2是由P1和P2确定的矩形的其他两角的字母，并且C1和P1、C2和P2同行（解密时处理方法相同）。主要代码块分析PlayfairCode()方法：判断输入的明文是否为字符串。formatKey(Stringkey)方法：将密钥进行格式化。initKey(Stringkey)方法：根据所给的密钥生成矩阵。formatData(Stringdata,Stringsign)方法：用标志字符格式化明文。Encrypt(Stringkey,Stringdata,Stringsign)方法：根据所给的密钥和标志字符对明文进行加密。Decrypt(Stringkey,Stringdata,Stringsign)方法：根据所给的密钥和标志字符对密文进行解密。jbE.addActionListener(newActionListener()){}：监视器方法，对点击事件进行监视。Window()方法：用来构造面板的方法。便于操作者进行操作。实验结果Playfair加密解密算法的操作界面Playfair加密解密算法的加密操作Playfair加密解密算法的解密操作五、总结经过一个学期的学习，让我们了解了密码学的深奥。这也让我们产生了对密码学学习的兴趣。在这次的课题中我选择了一个多表代替密码——Playfair加密解密算法。一开始我便选择使用Java来进行编程。这也让我产生了不小的压力。同时老师要求代码的行数要不少于300行，这着实让我捏了一把汗。因为300行对我来说不是一个小数目。同时这又是一个没有接触过的算法