凱撒密碼

• 凱撒密碼作為一種最為古老的對稱加密體制，通過把字母移動一定的位數(shù)來實現(xiàn)加密和解密。明文中的所有字母都在字母表上向后（或向前）按照一個固定數(shù)目進行偏移后被替換成密文。例如，當(dāng)偏移量是3的時候，所有的字母A將被替換成D，B變成E，因此，位數(shù)就是凱撒密碼加密和解密的密匙。

凱撒密碼的簡單demo實現(xiàn)

public class Caesar {
    public static void main(String[] args) {
        //需要加密的數(shù)據(jù)
        String enc = "bravewh";
        //需要解密的數(shù)據(jù)
        String dec = "eudyhzk";
        //密匙，即偏移量
        int key = 3;
        //舉例，用來驗證統(tǒng)計字符串出各字符出現(xiàn)的字?jǐn)?shù)
        String str = "asdasgasdasdad  adawdawd1112212ad";
        //打印
        System.out.println("加密后："+encrypt(enc, 3));
        System.out.println("解密后："+decrypt(dec, 3));
    }

    //加密方法
    public static String encrypt(String enc, int key) {
        //得到字符串里的每一個字符
        char[] array = enc.toCharArray();
        for (int i = 0; i < array.length; ++i) {
            //字符轉(zhuǎn)換成 ASCII 碼值
            int ascii = array[i];
            //字符偏移，例如 a->b
            ascii = ascii + key;
            //ASCII 碼值轉(zhuǎn)換為 char
            char newChar = (char) ascii;
            //替換原有字符
            array[i] = newChar;
            //以上 4 行代碼可以簡寫為一行
            //array[i] = (char) (array[i] + key);
        }
        //字符數(shù)組轉(zhuǎn)換成 String
        return new String(array);
    }

    //解密方法
    public static String decrypt(String input, int key) {
        //得到字符串里的每一個字符
        char[] array = input.toCharArray();
        for (int i = 0; i < array.length; ++i) {
            //字符轉(zhuǎn)換成 ASCII 碼值
            int ascii = array[i];
            //恢復(fù)字符偏移，例如 b->a
            ascii = ascii - key;
            //ASCII 碼值轉(zhuǎn)換為 char
            char newChar = (char) ascii;
            //替換原有字符
            array[i] = newChar;
            //以上 4 行代碼可以簡寫為一行
            //array[i] = (char) (array[i] - key);
        }
        //字符數(shù)組轉(zhuǎn)換成 String
        return new String(array);
    }

則此時，運行，打印結(jié)果為：

  加密后：eudyhzk
  解密后：bravewh

頻率分析法（破解凱撒密碼）

• 凱撒密碼加密強度太低，只需要用頻度分析法即可破解。
• 在任何一種書面語言中，不同的字母或字母組合出現(xiàn)的頻率各不相同。而且，對于以這種語言書寫的任意一段文本，都具有大致相同的特征字母分布。比如，在英語中，字母 E 出現(xiàn)的頻率很高，而 X 則出現(xiàn)得較少。

破解流程

• 統(tǒng)計密文里出現(xiàn)次數(shù)最多的字符，例如出現(xiàn)次數(shù)最多的字符是是’h’。
• 計算字符’h’到’e’的偏移量，值為 3，則表示原文偏移了 3 個位置。
• 將密文所有字符恢復(fù)偏移 3 個位置。
• 注意點：

  • 統(tǒng)計密文里出現(xiàn)次數(shù)最多的字符時，需多統(tǒng)計幾個備選，因為最多的可能是空格或者其他字符，例如下圖出現(xiàn)次數(shù)最多的字符’#’是空格加密后的字符，’h’才是’e’偏移后的值。

    
    
  • 解密時要多幾次嘗試，因為不一定出現(xiàn)次數(shù)最多的字符就是我們想要的目標(biāo)字符，如下圖，第二次解密的結(jié)果才是正確的。
    

寫一個方法，輸入一串字符串，獲取到出現(xiàn)次數(shù)最多的字符，并且知道多少次。用來推算出密匙，即偏移量。

public class Caesar {
    public static void main(String[] args) {
        //舉例，用來驗證統(tǒng)計字符串出各字符出現(xiàn)的字?jǐn)?shù)
        String str = "asdasgasdasdad  adawdawd1112212ad";
        //輸入一串字符串，獲取到出現(xiàn)次數(shù)最多的字符，并且知道多少次。
        getCount(str);
    }

    private static void getCount(String str) {
        HashMap<String, Integer> hashMap = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
            String key = String.valueOf(str.charAt(i));
            if (!hashMap.containsKey(key)) {
                hashMap.put(key, 1);
            } else {
                int val = hashMap.get(key);
                hashMap.put(key, val + 1);
            }
        }
        //將HashMap.entrySet()轉(zhuǎn)換成list
        ArrayList<HashMap.Entry<String, Integer>> list = new ArrayList<>(hashMap.entrySet());
        //然后通過比較器來實現(xiàn)排序
        Collections.sort(list, new Comparator<HashMap.Entry<String, Integer>>() {
            @Override
            public int compare(HashMap.Entry<String, Integer> e1, HashMap.Entry<String, Integer> e2) {
                return e2.getValue().compareTo(e1.getValue());
            }
        });
        for (Map.Entry<String, Integer> lis : list) {

            System.out.println("字符 " + lis.getKey() + " 出現(xiàn)了 " + lis.getValue() + " 次。");
        }
    }

則此時，運行，打印結(jié)果為：

字符 a 出現(xiàn)了 9 次。
字符 d 出現(xiàn)了 8 次。
字符 1 出現(xiàn)了 4 次。
字符 s 出現(xiàn)了 4 次。
字符 2 出現(xiàn)了 3 次。
字符   出現(xiàn)了 2 次。
字符 w 出現(xiàn)了 2 次。
字符 g 出現(xiàn)了 1 次。

中場休息，總結(jié)寫博文時獲取到的一些小知識

• 在Android Studio中，要運行main( ) 方法，只需要自定義一個類，然后在類里面寫好main方法，就可以右鍵選擇Run 'xxxClass.main() '即可。
• 簡書markdown語法里面強行換行方法就是加上< /br>，只因還不知怎么可以原樣顯示< /br>，而不是被markdown當(dāng)成語法解析掉，所以在里面多了空格。而且首行縮進的方法是，通過 “ shift + 空格鍵 ” 將搜狗輸入法變成圓角拼音，再按兩次空格鍵即可。還有，水平分割線的語法是 *** 。

對稱加密

對稱加密

• 加密和解密都使用同一把秘鑰，這種加密方法稱為對稱加密，也稱為單密鑰加密。**簡單理解就是，加密解密都是同一把鑰匙。

對稱加密常用算法

• DES —— 數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)，是一種使用密鑰加密的塊算法。
• 3DES —— 三重數(shù)據(jù)加密算法，塊密碼的通稱。它相當(dāng)于是對每個數(shù)據(jù)塊應(yīng)用三次 DES 加密算法。
• AES —— 在密碼學(xué)中又稱 Rijndael 加密法，是美國聯(lián)邦政府采用的一種區(qū)塊加密標(biāo)準(zhǔn)。這個標(biāo)準(zhǔn)用來替代原先的 DES，已經(jīng)被多方分析且廣為全世界所使用。