实验2 仿射密码算法

【一、实验目的】
通过实验熟练掌握仿射密码算法的加密解密过程，加深对古典密码体制的了解，为深入学习密码学奠定基础。
【二、实验原理】
设两个整数α和β，及gcd(α，26)=1，
加密过程：x → αx+β (mod 26)
解密过程：x → α*(x-β) (mod 26) 其中α•α*= 1(mod 26)
这种加密方法的密钥就是一对（α，β），对gcd(α，26)=1中的α有12种可能的选择，对β有26种选择（因为用mod 26来计算，所以仅需要考虑介于0～25之间的α和β，因此密钥值一共有12•26=312种选择。
【三、实验内容】
下列密文是用仿射密码加密的：edsgickxhuklzveqzvkxwkzukcvuh，请解密。
【四、实验源码】
Affine.java

public class Affine {
     
        public  String deciphering(String s,int a, int b){
     // 解密的实现
            char[] ch = s.toCharArray();
            int length = ch.length;// 密文长度
            int[] in = new int[length];
            for (int i = 0; i < ch.length; i++) {
     
                in[i] = ch[i] - 97;// 利用ascii变成0-25数字
            }
            for (int i = 0; i < length; i++) {
     
                in[i] = ((in[i] - b) * a) % 26;// 解密算法
                if (in[i] < 0) in[i] += 26;
            }
            for (int i = 0; i < ch.length; i++) {
     
                ch[i] = (char) (in[i] + 97);// 将数字变成字母
            }
            return String.valueOf(ch);// 将字符串数字变成String类型的字符串，返回
        }
}

Test.java

public class Test {
     
    public static void main(String[] args) {
     
        Arithmetic arithmetic = new Arithmetic();
        final int MOD = 26;
        int [] gcd = new int[12];
        int m = 0;
        String out = null;
        for(int i=1;i<MOD;i++){
     
            if((arithmetic.euclid(i,MOD))==1) {
        //求与26互素的数
                gcd[m] = (arithmetic.euclid_2(i,MOD)+26)%26; //求这些数mod26的逆,并把它加入gcd数组
                m++;
            }
        }
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        String s = input.nextLine();// 输入密文
        Affine affine = new Affine();
        int k =1;
        for(int i=0;i<12;i++) {
     
            for (int j = 0; j < 26; j++) {
     
                out = affine.deciphering(s, gcd[i], j);
                System.out.println("第"+k+"条明文为："+out);
                k++;
            }
        }
    }
}

说明：输入需要解密的密文，设置循环：α可取值为12个，β可取26个值，分别取出α和β的组合，作为实参调用解密函数deciphering，之后按顺序输出每次解密出的明文。
【五、实验截图】
（1）

说明：直接调用上次写的求逆函数，求于26互逆的数即α，并把它们加入gcd[]数组备用。
（2）

说明：输入需要解密的密文，设置循环：α可取值为12个，β可取26个值，分别取出α和β的组合，作为实参调用解密函数deciphering，之后按顺序输出每次解密出的明文。
（3）

说明：解密函数，先将字符逐个转换成数字，然后根据当前传入的α和β的值，将每个字符对应的数字解密：in[i] = ((in[i] - b) * a) % 26;再将解密后的数字转换成相应的字符，最后合成相应的字符串返回。
（4）输出结果

说明：输入需要解密的密文：edsgickxhuklzveqzvkxwkzukcvuh，之后按照不同α和β的组合按顺序输出解密的密文，最后再第115行找到了正确的明文。