介紹

凱撒密碼作為一種最為古老的對(duì)稱加密體制，在古羅馬的時(shí)候都已經(jīng)很流行，他的基本思想是：通過把字母移動(dòng)一定的位數(shù)來實(shí)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(gè)固定數(shù)目進(jìn)行偏移后被替換成密文。例如，當(dāng)偏移量是3 的時(shí)候，所有的字母A 將被替換成D，B 變成E，由此可見，位數(shù)就是凱撒密碼加密和解密的密鑰。

例如：字符串”ABC”的每個(gè)字符都右移3 位則變成”DEF”，解密的時(shí)候”DEF”的每個(gè)字符左移3 位即能還原，如下圖所示：

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準(zhǔn)備知識(shí)

//字符轉(zhuǎn)換成ASCII 碼數(shù)值
char charA = 'a';
int intA = charA; //char 強(qiáng)轉(zhuǎn)為int 即得到對(duì)應(yīng)的ASCII 碼值，’a’的值為97
//ASCII 碼值轉(zhuǎn)成char
int intA = 97;//97 對(duì)應(yīng)的ASCII 碼’a’
char charA = (char) intA; //int 值強(qiáng)轉(zhuǎn)為char 即得到對(duì)應(yīng)的ASCII 字符，即'a'

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凱撒密碼的簡(jiǎn)單代碼實(shí)現(xiàn)

/*** 加密
* @param input 數(shù)據(jù)源（需要加密的數(shù)據(jù)）
* @param key 秘鑰，即偏移量
* @return 返回加密后的數(shù)據(jù)
*/
public static String encrypt(String input, int key) {
//得到字符串里的每一個(gè)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];
//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(jiǎn)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
* @param input 數(shù)據(jù)源（被加密后的數(shù)據(jù)）
* @param key 秘鑰，即偏移量
* @return 返回解密后的數(shù)據(jù)
*/

public static String decrypt(String input, int key) {
//得到字符串里的每一個(gè)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(jiǎn)寫為一行
//array[i] = (char) (array[i] - key);
}
//字符數(shù)組轉(zhuǎn)換成String
return new String(array);
}

代碼輸出結(jié)果：

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破解凱撒密碼：頻率分析法

凱撒密碼加密強(qiáng)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(duì)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。
英語文本中典型的字母分布情況如下圖所示：

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破解流程

1，統(tǒng)計(jì)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’。
2，計(jì)算字符’h’到’e’的偏移量，值為3，則表示原文偏移了3 個(gè)位置。
3，將密文所有字符恢復(fù)偏移3 個(gè)位置。
注意點(diǎn)：統(tǒng)計(jì)密文里出現(xiàn)次數(shù)最多的字符時(shí)，需多統(tǒng)計(jì)幾個(gè)備選，因?yàn)樽疃嗟目赡苁强崭窕蛘咂渌?br> 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。

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解密時(shí)要多幾次嘗試，因?yàn)椴灰欢ǔ霈F(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。

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