实现汉字的凯撒密码（内容包括：去掉字符串中的转义字符、汉字的unicode转换）

实验内容：

选择合适的秘钥，利用上述三个算法：熟悉恺撒密码、双重置换密码、一次一密密码算法。加密如下明文：

大风起兮云飞扬，

威加海内兮归故乡，

安得猛士兮守四方。

《大风歌》--刘邦

 

3.1.1凯撒密码

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，以此类推X将变成A，Y变成B，Z变成C。由此可见，位数就是凯撒密码加密和解密的密钥。

我对“怎么用凯撒密码加密一句中文”产生了疑问，实际上解决方法可以有很多种，例如用数组中不断地“大、风、方……”这些词的简单位移，事实上经过搜索，我选择了使用unicode的变换来完成。

即，可以用汉字对应的字符码来进行变换操作，这样出来的还是汉字。比如汉字“一”的unicode是0x4e00，凯撒移位为1的话0x4e00+1=0x4e01，对应的汉字是“丁”，如果移位为三，就是0x4e03，对应汉字是“七”。

主要算法：

//凯撒加密算法(简单替换密码)，传入明文字符串，返回一个密文字符串     public static StringBuilder chineseToUnicodeAddThree(String str){  //static类方法         String result="";          for (int i = 0; i < str.length(); i++){              int chr1 = (char) str.charAt(i);              if(chr1>=19968&&chr1<=171941){//汉字范围 \u4e00-\u9fa5 (中文)               chr1 += 3;               String hexLastUnicode = Integer.toHexString(chr1);                 result += "\\u" + hexLastUnicode;             }             else{  //非汉字范围（直接打印出来吧，例如：句号，感叹号。此处不再做unicode的转变）                 result+=str.charAt(i);              }         }          StringBuilder strBuilder = new StringBuilder(result);         return strBuilder;      }

思路：将汉字范围内的整型转换为16进制字符串作为后缀，前面加入\u，形成对应的unicode值。

这段代码并不复杂，遇到的问题在于：

当我在main函数调用时，注释掉的该行（如下）不能够实现我把转义字符\去掉，即最后输出的是\u593a这种形式，而非unicode值对应的“太”。

//System.out.println(stringResult.replace("\\","\");

苦思冥想了很久，在这篇博文中得到了启发：《java中如何忽略字符串中的转义字符》，（http://www.cnblogs.com/davidwang456/p/4580786.html）他与我遇到了相似的问题：只要把得到的报文中的“\”换成“\”,我想就能正常地将Unicode输出成中文了，首先想到的是使用字符串的replaceAll()方法。使用replaceAll(“\\“,“\“),但是发现输出结果没有任何变化。

解决方法是：查了下API文档，replaceAll()方法的定义是：public String replaceAll( String regex,String replacement)  ;也就是第一个参数指的是正则表达式，所以“\\”用正则表达式的方式来看，匹配的是字符串中的两个\字符，而不是java中的‘\’转义符。换句话说，就是regex参数作为正则表达式查找的源字符串是已经转义过的“\u79fb\u52a8\u4e92\u8054\u7f51\u5e94\u7528”，而不是转义前的“\\u79fb\\u52a8\\u4e92\\u8054\\u7f51\\u5e94\\u7528”，所以replaceAll(“\\“,“\“)自然没效果了。后来在StackOverFlow上找到一个忽略转义的工具类，
org.apache.commons.lang.StringEscapeUtils ，里面有忽略各种语言的转义符号的方法，既好用也便于理解，就直接拿来用了。 其中unescapeJava(String s)方法是来处理java转义字符的，可以将字符串中的 “\”转换为 “\”,“'”转换为“'”等。通过这个方法处理以上字符串，刚好能够满足我的需求。

    于是我下载了工具包并导入

，这还是我第一次导入eclipse工具包的体验。对我的main函数进行了修改，最后得以运行。

public static void main(String[] args) {         String str = new String("大风起兮云飞扬,威加海内兮归故乡,安得猛士兮守四方!——《大风歌》刘邦");         StringBuilder result = experiOne.chineseToUnicodeAddThree(str); //调用加密方法进行加密         String stringResult = new String(result);         //System.out.println(stringResult.replace("\\","\");         String r = StringEscapeUtils.unescapeJava(stringResult);         System.out.println(str);         System.out.println(r); }

 

值得注意的是，除了上述错误耽误了较久的时间，在十六进制加3的时候也遇到了问题。根据unicode编码已知，

a283

在“大”这个字应该为\u5927，我需要对后面的十六进制数字5927进行+3的数字运算，这里走了不少弯路。

首先对\u5927字符串直接加三，这显然是不行的。之后对String 类型的5972进行加3，发现结果变成了59273（String类型后面’+’只能进行字符串的后缀叠加）。反思后，我把String类型先parseInt变为Int型再加3，这下肯定不会出错了吧？结果发现例如”风”是\u98ce，不能进行parseInt的转换。

此刻我的内心是崩溃的，“怎么进行十六进制加法，还要忽略字符串？”这个问题纠结了很久。最后，解决方案是：在没转成16进制之前，对，就是在十进制的时候就加3，然后再转成16进制。（因为16进制的3和10进制的3是一样的）。

因此得到了运行结果：

    虽然凯撒密码是本次实验中入门的古典密码，但是从“单字母表替换”到“char数组的位移替换”到“利用unicode码”我认为难度是不一样的，从这个过程中我学到了很多东西。

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古典密码恺撒密码、双重置换密码、一次一密密码算法三种都写了，但是实验报告搞过来太麻烦，图片要一个一个贴，等这一阵考完雅思把报告打包一下传上来。