java实现矩阵变换加密法
一种Playfair密码变种加密方法如下：首先选择一个密钥单词（称为pair）（字母不重复，且都为小写字母），然后与字母表中其他字母一起填入至一个5x5的方阵中，填入方法如下：
1.首先按行填入密钥串。
2.紧接其后，按字母序按行填入不在密钥串中的字母。
3.由于方阵中只有25个位置，最后剩下的那个字母则不需变换。
如果密钥为youandme，则该方阵如下：
y o u a n
d m e b c
f g h i j
k l p q r
s t v w x
在加密一对字母时，如am，在方阵中找到以这两个字母为顶点的矩形：
o u a
m e b
这对字母的加密字母为该矩形的另一对顶点，如本例中为ob。
请设计程序，使用上述方法对输入串进行加密，并输出加密后的串。
另外有如下规定：
1、一对一对取字母，如果最后只剩下一个字母，则不变换，直接放入加密串中；
2、如果一对字母中的两个字母相同，则不变换，直接放入加密串中；
3、如果一对字母中有一个字母不在正方形中，则不变换，直接放入加密串中；
4、如果字母对出现在方阵中的同一行或同一列，如df或hi，则只需简单对调这两个字母，即变换为fd或ih；
5、如果在正方形中能够找到以字母对为顶点的矩形，假如字母对为am，则该矩形的另一对顶点字母中，与a同行的字母应在前面，在上例中应是ob；同样若待变换的字母对为ta，则变换后的字母对应为wo；
6、本程序中输入串均为小写字母，并不含标点、空格或其它字符。
解密方法与加密相同，即对加密后的字符串再加密，将得到原始串。
要求输入形式如下：
从控制台输入两行字符串，第一行为密钥单词（长度小于等于25），第二行为待加密字符串（长度小于等于50），两行字符串末尾都有一个回车换行符，并且两行字符串均为小写字母，不含其它字符。
在标准输出上输出加密后的字符串。
例如，若输入：
youandme
welcometohangzhou
则表示输入的密钥单词为youandme，形成的正方形如上所示；待加密字符串为welcometohangzhou。在正方形中可以找到以第一对字母we为顶点的矩形，对应另一对顶点字母为vb，因此加密后为vb，同理可找到与字母对lc,et,oh,ho对应的顶点字母对。而字母对om位于上述正方形中的同一列，所以直接以颠倒这两个字母来加密，即为mo，字母对an同理。字母对gz中的z不在上述正方形中，因此原样放到加密串中。最后剩一个字母u也原样输出。
因此输出的结果为：
vbrmmomvugnagzguu
package com.liu.ex7;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Scanner;
public class Main {
public static char[][] value = new char[5][5];
public static boolean[] used = new boolean[26];
public int[] getPosition(char s) {
int[] position = new int[2];
for(int i = 0;i < 5;i++) {
for(int j = 0;j < 5;j++) {
if(value[i][j] == s) {
position[0] = i;
position[1] = j;
return position;
}
}
}
return position;
}
public void getResult(String pair, String psw) {
for(int i = 0;i < 26;i++)
used[i] = false;
ArrayList<Character> list = new ArrayList<Character>();
for(int i = 0;i < pair.length();i++) {
list.add(pair.charAt(i));
int temp = pair.charAt(i) - 'a';
used[temp] = true;
}
while(list.size() < 25) {
for(int i = 0;i < 26;i++) {
if(used[i] == false) {
char temp = (char) ('a' + i);
list.add(temp);
used[i] = true;
}
if(list.size() == 25)
break;
}
}
char unUsed = 'a';
for(int i = 0;i < 26;i++) {
if(used[i] == false) {
unUsed = (char) (unUsed + i);
break;
}
}
int count = 0;
for(int i = 0;i < 5;i++)
for(int j = 0;j < 5;j++)
value[i][j] = list.get(count++);
int len = psw.length();
ArrayList<Character> result = new ArrayList<Character>();
if(len % 2 == 1)
len = len - 1;
for(int i = 0;i < len;i = i + 2) {
char temp1 = psw.charAt(i);
char temp2 = psw.charAt(i + 1);
int[] position1 = getPosition(temp1);
int[] position2 = getPosition(temp2);
if(temp1 == temp2) {
result.add(temp1);
result.add(temp2);
} else if(temp1 == unUsed || temp2 == unUsed) {
result.add(temp1);
result.add(temp2);
} else if(position1[0] == position2[0] || position1[1] == position2[1]) {
result.add(temp2);
result.add(temp1);
} else {
temp1 = value[position1[0]][position2[1]];
temp2 = value[position2[0]][position1[1]];
result.add(temp1);
result.add(temp2);
}
}
if(psw.length() % 2 == 1)
result.add(psw.charAt(psw.length() - 1));
for(int i = 0;i < result.size();i++)
System.out.print(result.get(i));
return;
}
public static void main(String[] args) {
Main test = new Main();
Scanner in = new Scanner(System.in);
String pair = in.next();
String psw = in.next();
test.getResult(pair, psw);
}
}
