javascript實(shí)現(xiàn)playfair和hill密碼算法
時(shí)至期末，補(bǔ)習(xí)信息安全概論作業(yè)。恰巧遇古典密碼學(xué)算法中的playfair算法和hill算法，用javascript語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)起來(lái)是在有趣，邊查百度邊編碼，順便好好補(bǔ)習(xí)一下javascript基礎(chǔ)。
playfair
Playfair密碼（英文：Playfair cipher 或 Playfair square）是一種替換密碼。依據(jù)一個(gè)5*5的正方形組成的密碼表來(lái)編寫，表中排列有25個(gè)字母。對(duì)于英語(yǔ)中的26個(gè)字母，去掉最常用的Z，構(gòu)成密碼表。
實(shí)現(xiàn)思路：
1，編制密碼表
密鑰是一個(gè)單詞或詞組，密碼表則根據(jù)用戶所給出的密鑰整理而出。若有重復(fù)字母，可將后面重復(fù)的字母去掉?！?/p>
如密鑰crazy dog，可編制成
|
C
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O
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H
|
M
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T
|
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R
|
G
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I
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N
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U
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A
|
B
|
J
|
P
|
V
|
|
Y
|
E
|
K
|
Q
|
W
|
|
D
|
F
|
L
|
S
|
X
|
/*
* 功能：編制密碼表
*
* 參數(shù)：密鑰（經(jīng)過(guò)去除空格和大寫處理）
*
* 返回：密碼表
*/
function createKey(keychars){
//字母順序數(shù)組
var allChars = ['A','B','C','D','E','F','G','H','I','J','K','L','M','N','O','P','Q','R','S','T','U','V','W','X','Y'];
//變量keychars獲取字母在字母順序表中位置，刪除該字母
for(var i = 0 ;i<keychars.length;i++){
var index = allChars.indexOf(keychars[i]);
if (index > -1) {
allChars.splice(index, 1);
}
}
//將keychar中的字母插入到字母表中
for(var i = keychars.length-1;i>=0;i--){
allChars.unshift(keychars[i]);
}
//從第一列將keychars插入至密碼表
for(var i = 0 ; i<5 ; i++){
for(var j = 0; j<5 ;j++){
key[j][i] = allChars[i*5+j];
}
}
}
考慮將keychars插入到密碼表時(shí)需要去除重復(fù)字符和Z，設(shè)計(jì)算法如下：
/*
* 功能：去除字符串中重復(fù)字母
*
* 參數(shù)：需要進(jìn)行處理的字符串
*
* 返回：處理過(guò)的字符串
*/
function removeDuplicate(str){
var result = [],tempStr = "";
var arr = str.split('');//把字符串分割成數(shù)組
//arr.sort();//排序
for(var i = 0; i < arr.length; i++){
var repeatBack = true;//設(shè)計(jì)變量是為確保字符串前部分不存在相同字符，因?yàn)橐韵滤惴ㄖ荒艽_保連在一起相同的字符
for(var j = 0;j<result.length ;j++){
if(arr[i] == result[j])
repeatBack = false;
}
if(arr[i] !== tempStr && repeatBack){
result.push(arr[i]);
tempStr = arr[i];
}else{
continue;
}
}
return result.join("");//將數(shù)組轉(zhuǎn)換為字符串
}
2，整理明文
將明文每?jī)蓚€(gè)字母組成一對(duì)。如果成對(duì)后有兩個(gè)相同字母緊挨或最后一個(gè)字母是單個(gè)的，就插入一個(gè)字母X。初期編碼時(shí)考慮不周到，強(qiáng)硬地拒絕輸入字母?jìng)€(gè)數(shù)為單數(shù)，用戶體驗(yàn)不佳。
var k = document.getElementById("keychars").value.toUpperCase().replace(/\s/ig,'');
對(duì)明文去除空格和轉(zhuǎn)換為大寫處理。
3，編寫密文
明文加密規(guī)則（出自百度）：
1 ）若p1 p2在同一行，對(duì)應(yīng)密文c1 c2分別是緊靠p1 p2 右端的字母。其中第一列被看做是最后一列的右方。如，按照前表，ct對(duì)應(yīng)oc
2 ）若p1 p2在同一列，對(duì)應(yīng)密文c1 c2分別是緊靠p1 p2 下方的字母。其中第一行被看做是最后一行的下方。
3 ）若p1 p2不在同一行，不在同一列，則c1 c2是由p1 p2確定的矩形的其他兩角的字母（至于橫向替換還是縱向替換要事先約好，或自行嘗試）。如按照前表，wh對(duì)應(yīng)tk或kt。
如，依照上表，明文where there is life,there is hope.
可先整理為wh er et he re is li fe th er ei sh op ex
然后密文為：kt yg wo ok gy nl hj of cm yg kg lm mb wf
將密文變成大寫，然后幾個(gè)字母一組排列。
如5個(gè)一組就是KTYGW OOKGY NLHJO FCMYG KGLMM BWF
4，解密
將密鑰填寫在一個(gè)5*5的矩陣中（去出重復(fù)字母和字母z），矩陣中其它未用到的字母按順序填在矩陣剩余位置中，根據(jù)替換矩陣由密文得到明文。反其道而行。
實(shí)現(xiàn)效果如圖：
hill
希爾密碼（Hill Password）是運(yùn)用基本矩陣論原理的替換密碼。依據(jù)一個(gè)5*5的正方形組成的密碼表來(lái)編寫，表中排列有25個(gè)字母。對(duì)于英語(yǔ)中的26個(gè)字母，去掉最常用的Z，構(gòu)成密碼表。
實(shí)現(xiàn)思路：
1，編寫字母表
var chars = ['A','B','C','D','E','F','G','H','I','J','K','L','M','N','O','P','Q','R','S','T','U','V','W','X','Y','Z'];
2，隨機(jī)生成密匙
/*
* 功能：隨機(jī)生成密鑰
*
* 返回：密匙矩陣
*/
function randomCreateKey(){
//隨機(jī)生成0到26的數(shù)字
for(var i = 0;i<3;i++){
for(var j = 0;j<3;j++){
key[i][j] = Math.round(Math.random()*100%26)
}
}
}
3，關(guān)鍵性代碼，根據(jù)自動(dòng)生成的密匙，對(duì)明文進(jìn)行處理：
/*
* 功能：hill算法
*
* 參數(shù)：長(zhǎng)度是3的倍數(shù)的大寫數(shù)組
*
* 返回：加密后的字符串
*/
function hill(p){
//大寫字母密文
var res = "";
//制定總共需要對(duì)字符串經(jīng)行遍歷的次數(shù)
var round = Math.round(p.length/3);
//處理
for(var b = 0;b<round;b++){
//明文3
var temp3 ="";
var tempArr3 = [];
var sumArr3 = [];
for(var i = 0;i<3;i++){
temp3 += p.shift();
for(var j = 0;j<chars.length;j++){
if(temp3[i] == chars[j])
tempArr3[i] = j;
}
}
//計(jì)算
for(var i =0;i<3;i++){
for(var j = 0;j<3;j++){
sumArr3[i] = (tempArr3[j]*key[i][j])%26;
}
}
//獲取字符在字母表中對(duì)應(yīng)索引
for(var i =0;i<3;i++){
res += chars[sumArr3[i]];
}
}
return res;
};
實(shí)現(xiàn)效果如圖：
以上算法存在不足：
1，面向過(guò)程設(shè)計(jì)，耦合度高
2，過(guò)多嵌套循環(huán)，算法效率有待優(yōu)化
3，對(duì)于可能出現(xiàn)的情況考慮不周到，例如沒(méi)有對(duì)用戶輸入非字母字符時(shí)進(jìn)行處理。
總結(jié)：
學(xué)了一段時(shí)間的信息安全概論這門課，只能對(duì)信息安全了解皮毛。信息安全是一門很有趣的科目，平時(shí)遇到一些問(wèn)題盡可能多思考，多動(dòng)手，多運(yùn)用。同時(shí)也要加強(qiáng)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)積累，鞏固js基礎(chǔ)，拓寬知識(shí)面。這條路任重道遠(yuǎn)。
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