javascript实现playfair和hill密码算法

时至期末，补习信息安全概论作业。恰巧遇古典密码学算法中的playfair算法和hill算法，用Javascript语言实现起来是在有趣，边查百度边编码，顺便好好补习一下javascript基础。

playfair

Playfair密码（英文：Playfair cipher 或 Playfair square）是一种替换密码。依据一个5*5的正方形组成的密码表来编写，表中排列有25个字母。对于英语中的26个字母，去掉最常用的Z，构成密码表。

实现思路：

1，编制密码表

　　密钥是一个单词或词组，密码表则根据用户所给出的密钥整理而出。若有重复字母，可将后面重复的字母去掉。　

/**    功能：编制密码表**    参数：密钥（经过去除空格和大写处理）**    返回：密码表*/function createKey(keychars){       //字母顺序数组    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'];       //变量keychars获取字母在字母顺序表中位置，删除该字母    for(var i = 0 ;i<keychars.length;i++){        var index = allChars.indexOf(keychars[i]);        if (index > -1) {            allChars.splice(index, 1);        }    }       //将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]);    }        //从第一列将keychars插入至密码表    for(var i = 0 ; i<5 ; i++){        for(var j = 0; j<5 ;j++){            key[j][i] = allChars[i*5+j];        }    }}    

考虑将keychars插入到密码表时需要去除重复字符和Z，设计算法如下：

/**    功能：去除字符串中重复字母**    参数：需要进行处理的字符串**    返回：处理过的字符串*/function removeDuplicate(str){    var result = [],tempStr = "";    var arr = str.split('');//把字符串分割成数组        //arr.sort();//排序        for(var i = 0; i < arr.length; i++){            var repeatBack = true;//设计变量是为确保字符串前部分不存在相同字符，因为以下算法只能确保连在一起相同的字符            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("");//将数组转换为字符串}

2，整理明文

　　将明文每两个字母组成一对。如果成对后有两个相同字母紧挨或最后一个字母是单个的，就插入一个字母X。初期编码时考虑不周到，强硬地拒绝输入字母个数为单数，用户体验不佳。

var k = document.getElementById("keychars").value.toUpperCase().replace(//s/ig,'');

对明文去除空格和转换为大写处理。

3，编写密文

hill

希尔密码（Hill PassWord）是运用基本矩阵论原理的替换密码。依据一个5*5的正方形组成的密码表来编写，表中排列有25个字母。对于英语中的26个字母，去掉最常用的Z，构成密码表。

实现思路：

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，随机生成密匙

/**    功能：随机生成密钥**    返回：密匙矩阵*/function randomCreateKey(){    //随机生成0到26的数字    for(var i = 0;i<3;i++){        for(var j = 0;j<3;j++){            key[i][j] = Math.round(Math.random()*100%26)        }    }}

3，关键性代码，根据自动生成的密匙，对明文进行处理：

/**    功能：hill算法**    参数：长度是3的倍数的大写数组*    *    返回：加密后的字符串*/function hill(p){    //大写字母密文    var res = "";        //制定总共需要对字符串经行遍历的次数    var round = Math.round(p.length/3);    //处理    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;            }        }                //计算        for(var i =0;i<3;i++){            for(var j = 0;j<3;j++){                sumArr3[i] = (tempArr3[j]*key[i][j])%26;            }        }                //获取字符在字母表中对应索引        for(var i =0;i<3;i++){            res += chars[sumArr3[i]];        }    }    return res;}; 

实现效果如图：

以上算法存在不足：

1，面向过程设计，耦合度高

2，过多嵌套循环，算法效率有待优化

3，对于可能出现的情况考虑不周到，例如没有对用户输入非字母字符时进行处理。

总结：

学了一段时间的信息安全概论这门课，只能对信息安全了解皮毛。信息安全是一门很有趣的科目，平时遇到一些问题尽可能多思考，多动手，多运用。同时也要加强数学基础积累，巩固js基础，拓宽知识面。这条路任重道远。