如何通過Go語言實(shí)現(xiàn)凱撒加密

在 2 世紀(jì)， 發(fā)送機(jī)密消息的一個(gè)有效方法就是對(duì)每個(gè)字母進(jìn)行位移， 使得 'a' 變?yōu)?'d' ， 'b' 變?yōu)?'e' ， 依次類推。 這樣處理產(chǎn)生的結(jié)果看上去就像是一門外語:

L fdph, L vdz, L frqtxhuhg. —— 尤利烏斯·凱撒(Julius Caesar)

正如代碼清單 9-6 所示， 使用計(jì)算機(jī)以數(shù)值方式處理字符是非常容易的。

代碼清單 9-6 處理單個(gè)字符: caesar.go

c := 'a'
c=c+3
fmt.Printf("%c", c)    // 打印出“d”

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然而， 代碼清單 9-6 展示的方法并不完美， 因?yàn)樗鼪]有考慮該如何處理字符 'x' 、 'y' 和 'z' ， 所以它無法對(duì) xylophones 、 yaks 和 zebras 這樣的單詞實(shí)施加密。 為了解決這個(gè)問題， 最初的凱撒加密法采取了回繞措施， 也就是將 'x' 變?yōu)?'a' 、 'y' 變?yōu)?'b' ， 而 'z' 則變?yōu)?'c' 。 對(duì)于包含 26 個(gè)字符的英文字母表， 我們可以通過這段代碼實(shí)現(xiàn)上述變換:

if c > 'z' {
    c = c - 26
}

凱撒密碼的解密方法跟加密方法正好相反， 程序不再是為字符加上 3 而是減去 3 ， 并且它還需要在字符過小也就是 c< 'a' 的時(shí)候， 將字符加上 26 以實(shí)施回繞。 雖然上述的加密方法和解密方法都非常直觀， 但由于它們都需要處理字符邊界以實(shí)現(xiàn)回繞， 因此實(shí)際的編碼過程將變得相當(dāng)痛苦。

回轉(zhuǎn) 13 (rotate 13，簡稱ROT13)是凱撒密碼在 20 世紀(jì)的一個(gè)變體， 該變體跟凱撒密碼的唯一區(qū)別就在于， 它給字符添加的量是 13 而不是 3 ， 并且 ROT13 的加密和解密可以通過同一個(gè)方法實(shí)現(xiàn)， 這是非常方便的。

現(xiàn)在， 假設(shè)搜尋外星智能 (Search for Extra-terrestrial Intelligence, SETI) 的相關(guān)機(jī)構(gòu)在外太空掃描外星人通信信息的時(shí)候， 發(fā)現(xiàn)了包含以下消息的廣播:

message := "uv vagreangvbany fcnpr fgngvba"

我們有預(yù)感， 這條消息很可能是使用 ROT13 加密的英文文本， 但是在解密這條消息之前， 我們還需要知悉其包含的字符數(shù)量， 這條消息包含 30 個(gè)字符， 可以通過內(nèi)置的 len 函數(shù)來確定:

fmt.Println(len(message))    // 打印出“30”

注意 Go 擁有少量無須導(dǎo)入語句即可使用的內(nèi)置函數(shù)， len 函數(shù)即是其中之一， 它可以測(cè)定各種不同類型的值的長度。 例如， 在上面的代碼中， len 返回的就是 string 類型的字節(jié)長度。 代碼清單 9-7 展示的就是外太空消息的解密程序， 你只需要在 Go Playground 運(yùn)行這段代碼， 就會(huì)知道外星人在說什么了。

代碼清單 9-7 ROT13 消息解密: rot13.go

message := "uv vagreangvbany fcnpr fgngvba"


for i := 0; i < len(message); i++ {    // 迭代字符串中的每一個(gè) ASCII 字符
    c := message[i]
    if c >= 'a' && c <= 'z' {    // 只解密英文字母，至于空格和標(biāo)點(diǎn)符號(hào)則保持不變
        c = c + 13
        if c > 'z' {
            c = c - 26
        }
    }
    fmt.Printf("%c", c)
}

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注意， 這段代碼中的 ROT13 實(shí)現(xiàn)只能處理 ASCII 字符(字節(jié))， 它無法處理用西班牙語或者俄語撰寫的消息， 不過接下來的一節(jié)將會(huì)給出這個(gè)問題的解決方案。

以上就是關(guān)于使用 Go語言實(shí)現(xiàn)凱撒加密的相關(guān)介紹了，希望對(duì)大家有所幫助。