维吉尼亚(Vigenere)密码算法（Javascript实现加密与解密）

　　传统加密技术对于当今的网络安全发挥不了大作用，但每一本讲述密码学的书的开头都会率先介绍它们，因为它们是密码学的基础，是密码学的历史。Vigenere密码就是一种传统加密技术，它是多表代换密码，能够有效改进单表代换密码的词频分布特征问题。详细介绍请参考密码学相关书籍。

　　几乎每一本密码学的书在讲述Vigenere密码的章节都会有这么一个《Vigenere代换表》用户讲解Vigenere密码机制：

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
BCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZA
CDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZAB
DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXY ZABC
EFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABCD
FGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABCDE
GHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABCDEF
HIJKLMNOPQRSTUVWXYZABCDEFG
IJKLMNOPQRSTUVWXYZABCDEFGH
JKLMNOPQRSTUVWXYZABCDEFGHI
KLMNOPQRSTUVWXYZABCDEFGHIJ
LMNOPQRSTUVWXYZABCDEFGHIJK
MNOPQRSTUVWXYZABCDEFGHIJKL
NOPQRSTUVWXYZABCDEFGHIJKLM
OPQRSTUVWXYZABCDEFGHIJKLMN
PQRSTUVWXYZABCDEFGHIJKLMNO
QRSTUVWXYZABCDEFGHIJKLMNOP
RSTUVWXYZABCDEFGHIJKLMNOPQ
STUVWXYZABCDEFGHIJKLMNOPQR
TUVWXYZABCDEFGHIJKLMNOPQRS
UVWXYZABCDEFGHIJKLMNOPQRST
VWXYZABCDEFGHIJKLMNOPQRSTU
WXYZABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUV
XYZABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVW
YZABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWX
ZABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXY

　　加密过程很简单，就是给定密钥字母x和明文字母y，密文字母是位于x行和y列的那个字母。这样就决定了加密一条消息需要与消息一样长的密钥字符串，通常，密钥字符串是密钥词的重复。

　　以《密码编码学与网络安全——原理与实践》中的例子来作为本文的例子。比如密钥词是deceptive，消息是“we are discovered save yourself”，那么加密过程如下：

deceptivedeceptivedeceptive（密钥字符串）
wearediscoveredsaveyourself（消息）
ZICVTWQNGRZGVTWAVZHCQYGLMGJ（密文）

　　密文中的第一个字母“Z”是怎么得来的？从Vigenere代换表中，以密钥字符串中的“d”为行，消息中的“w”为列的那个字母就是“Z”了。

　　使用查表的方式多加密几次就能很轻易地总结出规律：将A~Z以0~25编号，那么加密过程就是，在代换表的第一行中找到消息字母，如“w”，然后向后移动d（即3）次，所得的字母就是密文了。如果数到末位，那么下一次移位就从头（即A）继续。 也就是说，可以将A~Z看成一个环，加密过程就是找定消息字母后，将指针往环的某个特定方向移位，次数就是密钥字母所代表的数字。这其实是一个模26的过程。

　　扩展一下，以上加密仅能对26个字母进行加密，而且不能区分大小写。但其实英文中除了字母外，还有标点符号，还有空格。如果考虑到大部分英文字符，那么Vigenere代换表将比较大，而且有点浪费空间的嫌疑。如果假设能被加密的字符有N个，如果把这N个字符建成一个环，那么加密过程就是模N的过程，即，C(i)=(K(i)+P(i))modN，其中K、C、P分别代表的是密钥空间、密文空间、消息（明文）空间。

　　网络上有人用C实现了这个加密算法，几乎都是使用查代换表的方法。虽然可以程序生成代换表，但所生成的代换表太有规律了。以下我用Javascript实现了一次，使用的是模的方法，感觉灵活度更大，占用的空间肯定也更小（时间效率尚未估计）

本文修订版本已搬至：http://blog.itrunc.com/2014/01/03/encrypt-vigenere-use-javascript/

 1  var  Vigenere  =  {
 2      _strCpr:  ' abcdefghijklmnopqrstuvwxyz_12345 67890.ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ ' , // 可以将此字符串的顺序打乱点，或者添加更多字符
 3      _strKey:  function (strK,str){ // 生成密钥字符串,strK为密钥，str为明文或者密文
 4           var  lenStrK  =  strK.length;
 5           var  lenStr  =  str.length;
 6           if (lenStrK  !=  lenStr){ // 如果密钥长度与str不同，则需要生成密钥字符串
 7               if (lenStrK  <  lenStr){ // 如果密钥长度比str短，则以不断重复密钥的方式生成密钥字符串
 8                   while (lenStrK  <  lenStr){
 9                      strK  =  strK  +  strK;
10                      lenStrK  =   2   *  lenStrK;
11                  }
12              } // 此时，密钥字符串的长度大于或等于str长度
13              strK  =  strK.substring( 0 ,lenStr); // 将密钥字符串截取为与str等长的字符串
14          }
15           return  strK;
16      }
17  }
18 
19  Vigenere.lenCpr  =  Vigenere._strCpr.length;
20 
21  Vigenere.Encrypt  =   function (K,P){ // 加密算法，K为密钥，P为明文
22      K  =  Vigenere._strKey(K,P);
23       var  lenK  =  K.length;
24       var  rlt  =   '' ;
25       var  loop  =   0 ;
26       for (loop = 0 ; loop < lenK; loop ++ ){
27           var  iP  =  Vigenere._strCpr.indexOf(P.charAt(loop));
28           if (iP ==- 1 )  return   ' 本算法暂时不能对字符： '   +  P.charAt(loop)  +   ' 进行加密 ' ;
29           var  iK  =  Vigenere._strCpr.indexOf(K.charAt(loop));
30           if (iK ==- 1 )  return   ' 密钥中包含非法字符： '   +  K.charAt(loop);
31           var  i  =  (iP  +  iK)  %  Vigenere.lenCpr;
32          rlt  =  rlt  +  Vigenere._strCpr.charAt(i);
33      }
34       return  rlt;    
35  };
36 
37  Vigenere.DisEncrypt  =   function (K,C){
38      K  =  Vigenere._strKey(K,C);
39       var  lenK  =  K.length;
40       var  rlt  =   '' ;
41       var  loop  =   0 ;
42       for (loop = 0 ; loop < lenK; loop ++ ){
43           var  iK  =  Vigenere._strCpr.indexOf(K.charAt(loop));
44           if (iK ==- 1 )  return   ' 密钥中包含非法字符： '   +  K.charAt(loop);        
45           var  iC  =  Vigenere._strCpr.indexOf(C.charAt(loop));
46           if (iK  >  iC){
47              rlt  +=  Vigenere._strCpr.charAt(iC  +  Vigenere.lenCpr  -  iK);
48          }
49           else {
50              rlt  +=  Vigenere._strCpr.charAt(iC  -  iK);
51          }
52      }
53       return  rlt;
54  };