位加密、解密算法

位加密解密算法即將明文信息轉化為二進制數據，然后對這些二進制位進行加密便得到密文。位加密算法依托於計算機的強大的位處理能力，在實際應用中非常流行。現代密碼學中的很多加密、解密算法方案都依賴於位加密、解密思路，例如，非常流行的序列密碼方案。

1. 位加密、解密算法

　　在java語言中，提供了6種位運算符，如下表所示。在密碼學中，可以根據需要來選擇合適的位運算符進行加密、解密。一般來說，使用異或運算要比較方便。

位運算	名稱
&	按位與(AND)
|	按位或(OR)
^	按位異或(XOR)
~	取反(NOT)
<<	左移
>>	右移

 

 

 

 

 

使用異或運算符進行加密、解密的一個好處是，在二進制運算中，如果將一個明文的二進制位與密鑰進行按位“異或”運算，將得到密文；將此密文與密鑰再次進行按位“異或”運算，又可以得到明文。這樣，只需編寫一個函數便可以同時完成加密和解密兩種運算。

　　可以根據此思路來編寫相應的位加密、解密算法，代碼示例如下：

    /**
     * 位加密解密算法
     * @param str 明文（密文）
     * @param n 密鑰
     * @return 密文（明文）
     */
    static char[] bitcode(char[] str, char n){
        int len,i;
        char[] wen;
        len=str.length;
        wen = new char[len];
        for(i=0;i<len;i++){
            wen[i]=(char) (str[i]^n);
        }
        return wen;
    }

2. 位加密、解密算法實例

完整的程序代碼示例如下：

package com.cn.mimaxue;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.Scanner;

//位加密、解密算法
public class BitJiami {
    /**
     * 位加密解密算法
     * @param str 明文（密文）
     * @param n 密鑰
     * @return 密文（明文）
     */
    static char[] bitcode(char[] str, char n){
        int len,i;
        char[] wen;
        len=str.length;
        wen = new char[len];
        for(i=0;i<len;i++){
            wen[i]=(char) (str[i]^n);
        }
        return wen;
    }
    
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        char[] str,miwen,jiemi;
        int i;
        char n;
        String go;
        System.out.println("位加密解密算法演示！");
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        do{
            System.out.print("請輸入位加密解密算法的密鑰：");
            n = input.next().charAt(0);
            System.out.print("請輸入明文：");
            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            String strtemp=br.readLine();
            str=strtemp.toCharArray();
            System.out.print("明文為：");
            for(i=0;i<str.length;i++){
                System.out.print(str[i]);
            }
            System.out.println();
            miwen=bitcode(str,n);
            System.out.print("密文為：");
            for(i=0;i<miwen.length;i++){
                System.out.print(miwen[i]);
            }
            System.out.println();
            jiemi=bitcode(miwen,n);
            System.out.print("解密為：");
            for(i=0;i<jiemi.length;i++){
                System.out.print(jiemi[i]);
            }
            System.out.println();
            System.out.print("是否繼續(y/n):");
            go = input.next();
        }while(go.equalsIgnoreCase("y")); 
        System.out.println("退出程序！");

    }

}

程序運行結果如下：

位加密解密算法演示！
請輸入位加密解密算法的密鑰：5
請輸入明文：Hello everyone!
明文為：Hello everyone!
密文為：}PYYZPCPGLZ[P
解密為：Hello everyone!
是否繼續(y/n):y
請輸入位加密解密算法的密鑰：9
請輸入明文：The big bang theory!
明文為：The big bang theory!
密文為：mQ\[P^[XW^MQ\VK@
解密為：The big bang theory!
是否繼續(y/n):n
退出程序！