1. 介绍2. Java实现3. 凯撒密码的破解
3.1 暴力破解3.2 频率分析法
1. 介绍凯撒密码作为一种最为古老的对称加密体制，在古罗马的时候都已经很流行了，它的基本思想是：通过把字母移动一定的位数来实现加密和解密。明文中的所有字母都在字母表上向后（或向前）按照一个固定数目进行偏移后被替换成密文。例如当偏移量是3的时候，所有的字母A将被替换成D，B变成E，由此可见，位数就是凯撒密码加密和解密的密钥。
例如：字符串"ABC"的每个字符都右移3位则变成了“DEF”,解密的时候“DEF”的每个字符左移3位即能还原，如下图所示：
public class CaesarCipher {
public static String encrypt(String input, int key) {
char[] chars = input.toCharArray();
for (int i = 0; i < chars.length; i++) {
int ascii = chars[i];
ascii = (ascii - '!' + key) % 94 + '!';
char newChar = (char) ascii;
chars[i] = newChar;
}
return new String(chars);
}
public static String decrypt(String input, int key) {
//得到字符串里的每一个字符
char[] array = input.toCharArray();
for (int i = 0; i < array.length; ++i) {
//字符转换成ASCII 码值
int ascii = array[i];
//恢复字符偏移，例如b->a
ascii = (ascii - '~' - key) % 94 + '~';
//ASCII 码值转换为char
char newChar = (char) ascii;
//替换原有字符
array[i] = newChar;
//以上4 行代码可以简写为一行
//array[i] = (char) (array[i] - key);
}
//字符数组转换成String
return new String(array);
}
}
上面的代码可以将ACSII码中的可显示字符进行加密解密处理。
public class psvm {
public static void main(String[] args) {
String str = "123%^%*87982|}{>>!!!~~~";
String encrypt = CaesarCipher.encrypt(str, 456);
System.out.println(encrypt);
String decrypt = CaesarCipher.decrypt(encrypt, 456);
System.out.println(decrypt);
}
}
测试结果：
凯撒密码是比较简单的密码，只是进行单表代换，实现起来也比较容易，破解起来也不难，是很不安全的密码。
3.1 暴力破解在凯撒密码中，密钥就是字母平移的数字。由于字母表只有26个字母，因此加密用的密钥只有0到25共26种。（平移0个字母或者平移26个字母实际相当于没有加密）。
使用暴力破解就是将这25种可能性每种都检测一遍，其中就肯定存在正确的结果。
在任何一种的书面语言中，不同的字母或字母组合出现的频率各不相同。而且，对于以这种语言书写的任意一段文本，都具有大致相同的特征字母分布。比如，在英语中，字母E出现的频率很高，而X出现的频率很低。
英语文本中典型的字母分布情况如下图所示：
破解流程
1，统计密文里出现次数最多的字符，例如出现次数最多的字符是是’h’。
2，计算字符’h’到’e’的偏移量，值为3，则表示原文偏移了3 个位置。
3，将密文所有字符恢复偏移3 个位置。
注意点：统计密文里出现次数最多的字符时，需多统计几个备选，因为最多的可能是空格或者其他字符，例如下图出现次数最多的字符’#’是空格加密后的字符，’h’才是’e’偏移后的值。
解密时要多几次尝试，因为不一定出现次数最多的字符就是我们想要的目标字符，如下图，第二次解密的结果才是正确的。
