cryptography
Playfair-cijfer
Zoeken…
Invoering
De bekendste codering met meerdere letters is de Playfair, die digrams in de platte tekst als afzonderlijke eenheden behandelt en deze eenheden vertaalt in digimeter met cijfertekst. Het Playfair-algoritme is gebaseerd op het gebruik van een matrix van 5 x 5 letters opgebouwd met een trefwoord.
Voorbeeld van Playfair-coderingsversleuteling samen met coderings- en decoderingsregel
Een trefwoord is "MONARCHY", dan ziet de matrix eruit
De matrix wordt opgebouwd door de letters van het trefwoord (minus duplicaten) van links naar rechts en van boven naar beneden in te vullen en vervolgens de rest van de matrix in te vullen met de resterende letters in alfabetische volgorde. Tekst zonder opmaak is twee letters tegelijk gecodeerd, volgens de volgende regels:
Neem de tekens in de tekst (gewoon / cijfer) en maak een groep van twee tekens. Als het aantal tekens in de tekst oneven is, voeg dan een vuller toe (meestal gebruiken we 'x').
Text = "HELLO" dan zou het groeperen als
HIJ | LL | OSTwee platte tekstletters die in dezelfde rij van de matrix vallen, worden elk vervangen door de letter rechts, waarbij het eerste element van de rij cirkelvormig het laatste volgt. Ar is bijvoorbeeld gecodeerd als RM.
Twee platte tekstletters die in dezelfde kolom vallen, worden elk vervangen door de onderliggende letter, waarbij het bovenste element van de kolom cirkelvormig het laatste volgt. MU wordt bijvoorbeeld gecodeerd als CM.
Anders wordt elke platte tekst in een paar vervangen door de letter in de eigen rij en de kolom bezet door de andere platte tekst. Aldus wordt hs BP en ea wordt IM (of JM, zoals de codeerder wenst).
Een eenvoudig Java-programma dat de Playfair-codering implementeert, wordt hieronder gegeven:
import java.util.Scanner;
public class Playfair {
public static void main(String[] args) {
Scanner in=new Scanner(System.in);
System.out.print("Enter keyword: ");
String key=in.nextLine();
System.out.print("Enter message to encrypt: ");
String msg=in.nextLine();
PFEncryption pfEncryption=new PFEncryption();
pfEncryption.makeArray(key);
msg=pfEncryption.manageMessage(msg);
pfEncryption.doPlayFair(msg, "Encrypt");
String en=pfEncryption.getEncrypted();
System.out.println("Encrypting....\n\nThe encrypted text is: " + en);
System.out.println("=======================================");
pfEncryption.doPlayFair(en, "Decrypt");
System.out.print("\nDecrypting....\n\nThe encrypted text is: " + pfEncryption.getDecrypted());
}
}
class PFEncryption{
private char [][] alphabets= new char[5][5];
private char[] uniqueChar= new char[26];
private String ch="ABCDEFGHIKLMNOPQRSTUVWXYZ";
private String encrypted="";
private String decrypted="";
void makeArray(String keyword){
keyword=keyword.toUpperCase().replace("J","I");
boolean present, terminate=false;
int val=0;
int uniqueLen;
for (int i=0; i<keyword.length(); i++){
present=false;
uniqueLen=0;
if (keyword.charAt(i)!= ' '){
for (int k=0; k<uniqueChar.length; k++){
if (Character.toString(uniqueChar[k])==null){
break;
}
uniqueLen++;
}
for (int j=0; j<uniqueChar.length; j++){
if (keyword.charAt(i)==uniqueChar[j]){
present=true;
}
}
if (!present){
uniqueChar[val]=keyword.charAt(i);
val++;
}
}
ch=ch.replaceAll(Character.toString(keyword.charAt(i)), "");
}
for (int i=0; i<ch.length(); i++){
uniqueChar[val]=ch.charAt(i);
val++;
}
val=0;
for (int i=0; i<5; i++){
for (int j=0; j<5; j++){
alphabets[i][j]=uniqueChar[val];
val++;
System.out.print(alphabets[i][j] + "\t");
}
System.out.println();
}
}
String manageMessage(String msg){
int val=0;
int len=msg.length()-2;
String newTxt="";
String intermediate="";
while (len>=0){
intermediate=msg.substring(val, val+2);
if (intermediate.charAt(0)==intermediate.charAt(1)){
newTxt=intermediate.charAt(0) + "x" + intermediate.charAt(1);
msg=msg.replaceFirst(intermediate, newTxt);
len++;
}
len-=2;
val+=2;
}
if (msg.length()%2!=0){
msg=msg+'x';
}
return msg.toUpperCase().replaceAll("J","I").replaceAll(" ","");
}
void doPlayFair(String msg, String tag){
int val=0;
while (val<msg.length()){
searchAndEncryptOrDecrypt(msg.substring(val, val + 2), tag);
val+=2;
}
}
void searchAndEncryptOrDecrypt(String doubblyCh, String tag){
char ch1=doubblyCh.charAt(0);
char ch2=doubblyCh.charAt(1);
int row1=0, col1=0, row2=0, col2=0;
for (int i=0; i<5; i++){
for (int j=0; j<5; j++){
if (alphabets[i][j]==ch1){
row1=i;
col1=j;
}else if (alphabets[i][j]==ch2){
row2=i;
col2=j;
}
}
}
if (tag=="Encrypt")
encrypt(row1, col1, row2, col2);
else if(tag=="Decrypt")
decrypt(row1, col1, row2, col2);
}
void encrypt(int row1, int col1, int row2, int col2){
if (row1==row2){
col1=col1+1;
col2=col2+1;
if (col1>4)
col1=0;
if (col2>4)
col2=0;
encrypted+=(Character.toString(alphabets[row1][col1])+Character.toString(alphabets[row1][col2]));
}else if(col1==col2){
row1=row1+1;
row2=row2+1;
if (row1>4)
row1=0;
if (row2>4)
row2=0;
encrypted+=(Character.toString(alphabets[row1][col1])+Character.toString(alphabets[row2][col1]));
}else{
encrypted+=(Character.toString(alphabets[row1][col2])+Character.toString(alphabets[row2][col1]));
}
}
void decrypt(int row1, int col1, int row2, int col2){
if (row1==row2){
col1=col1-1;
col2=col2-1;
if (col1<0)
col1=4;
if (col2<0)
col2=4;
decrypted+=(Character.toString(alphabets[row1][col1])+Character.toString(alphabets[row1][col2]));
}else if(col1==col2){
row1=row1-1;
row2=row2-1;
if (row1<0)
row1=4;
if (row2<0)
row2=4;
decrypted+=(Character.toString(alphabets[row1][col1])+Character.toString(alphabets[row2][col1]));
}else{
decrypted+=(Character.toString(alphabets[row1][col2])+Character.toString(alphabets[row2][col1]));
}
}
String getEncrypted(){
return encrypted;
}
String getDecrypted(){
return decrypted;
}
}