位加密、解密算法

位加密解密算法即将明文信息转化为二进制数据，然后对这些二进制位进行加密便得到密文。位加密算法依托于计算机的强大的位处理能力，在实际应用中非常流行。现代密码学中的很多加密、解密算法方案都依赖于位加密、解密思路，例如，非常流行的序列密码方案。

1. 位加密、解密算法

　　在java语言中，提供了6种位运算符，如下表所示。在密码学中，可以根据需要来选择合适的位运算符进行加密、解密。一般来说，使用异或运算要比较方便。

位运算	名称
&	按位与(AND)
|	按位或(OR)
^	按位异或(XOR)
~	取反(NOT)
<<	左移
>>	右移

 

 

 

 

 

使用异或运算符进行加密、解密的一个好处是，在二进制运算中，如果将一个明文的二进制位与密钥进行按位“异或”运算，将得到密文；将此密文与密钥再次进行按位“异或”运算，又可以得到明文。这样，只需编写一个函数便可以同时完成加密和解密两种运算。

　　可以根据此思路来编写相应的位加密、解密算法，代码示例如下：

    /**
     * 位加密解密算法
     * @param str 明文（密文）
     * @param n 密钥
     * @return 密文（明文）
     */
    static char[] bitcode(char[] str, char n){
        int len,i;
        char[] wen;
        len=str.length;
        wen = new char[len];
        for(i=0;i<len;i++){
            wen[i]=(char) (str[i]^n);
        }
        return wen;
    }

2. 位加密、解密算法实例

完整的程序代码示例如下：

package com.cn.mimaxue;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.Scanner;

//位加密、解密算法
public class BitJiami {
    /**
     * 位加密解密算法
     * @param str 明文（密文）
     * @param n 密钥
     * @return 密文（明文）
     */
    static char[] bitcode(char[] str, char n){
        int len,i;
        char[] wen;
        len=str.length;
        wen = new char[len];
        for(i=0;i<len;i++){
            wen[i]=(char) (str[i]^n);
        }
        return wen;
    }
    
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        char[] str,miwen,jiemi;
        int i;
        char n;
        String go;
        System.out.println("位加密解密算法演示！");
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        do{
            System.out.print("请输入位加密解密算法的密钥：");
            n = input.next().charAt(0);
            System.out.print("请输入明文：");
            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            String strtemp=br.readLine();
            str=strtemp.toCharArray();
            System.out.print("明文为：");
            for(i=0;i<str.length;i++){
                System.out.print(str[i]);
            }
            System.out.println();
            miwen=bitcode(str,n);
            System.out.print("密文为：");
            for(i=0;i<miwen.length;i++){
                System.out.print(miwen[i]);
            }
            System.out.println();
            jiemi=bitcode(miwen,n);
            System.out.print("解密为：");
            for(i=0;i<jiemi.length;i++){
                System.out.print(jiemi[i]);
            }
            System.out.println();
            System.out.print("是否继续(y/n):");
            go = input.next();
        }while(go.equalsIgnoreCase("y")); 
        System.out.println("退出程序！");

    }

}

程序运行结果如下：

位加密解密算法演示！
请输入位加密解密算法的密钥：5
请输入明文：Hello everyone!
明文为：Hello everyone!
密文为：}PYYZPCPGLZ[P
解密为：Hello everyone!
是否继续(y/n):y
请输入位加密解密算法的密钥：9
请输入明文：The big bang theory!
明文为：The big bang theory!
密文为：mQ\[P^[XW^MQ\VK@
解密为：The big bang theory!
是否继续(y/n):n
退出程序！