安全专题
1.1 手写简单的加密（凯撒密码）
1.1.1 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，他的基本思想是：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”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：
1.1.2 准备知识
//字符转换成ASCII码数值
char charA = 'a';
int intA = charA; //char强转为int即得到对应的ASCII码值，’a’的值为97
//ASCII码值转成char
int intA = 97;//97对应的ASCII码’a’
char charA = (char) intA; //int值强转为char即得到对应的ASCII字符，即'a'
1.1.3 凯撒密码的简单代码实现
/**
* 加密
* @param input 数据源（需要加密的数据）
* @param key 秘钥，即偏移量
* @return 返回加密后的数据
*/
public static String encrypt(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];
//字符偏移，例如a->b
ascii = ascii + key;
//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);
}
/**
* 解密
* @param input 数据源（被加密后的数据）
* @param key 秘钥，即偏移量
* @return 返回解密后的数据
*/
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;
//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);
}
代码输出结果：
1.1.4 破解凯撒密码：频率分析法
凯撒密码加密强度太低，只需要用频度分析法即可破解。
在任何一种书面语言中，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则出现得较少。
英语文本中典型的字母分布情况如下图所示：
1.1.5 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。
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