Objective-C实现波利比乌斯密码算法

本文将详细介绍如何使用Objective-C编程语言实现波利比乌斯密码（Polybius Square Cipher）算法。波利比乌斯密码是一种古代密码学方法，通过使用5x5的字母表来加密和解密信息。以下将提供完整的代码示例和实现步骤。

代码实现

#import 
   
    @interface PolybiusCipher : NSObject {    // 存储字母表映射关系    NSDictionary *letterMap;}+ (id)sharedCipher;- (id)encrypt:(NSString *)message withKey:(int)key;- (id)decrypt:(NSString *)cipherMessage withKey:(int)key;- (NSDictionary *)generateLetterMap;- (NSString *)convertLettersToNumbers:(NSString *)message;- (NSMutableString *)processMessage:(NSString *)message;- (NSString *)generateKeyString;- (void)checkKeyValidity:(int *)key;@end

上述代码定义了一个Objective-C类`PolybiusCipher`，用于实现波利比乌斯密码的加密和解密功能。以下是该类的实现细节：

@implementation PolybiusCipher+ (id)sharedCipher {    static PolybiusCipher *instance = nil;    if (!instance) {        instance = [[PolybiusCipher alloc] init];    }    return instance;}- (id)encrypt:(NSString *)message withKey:(int)key {    // 1. 检查密钥的有效性    [self checkKeyValidity:&key];        // 2. 生成密钥对应的字母表映射    NSDictionary *letterMap = [self generateLetterMap];        // 3. 将消息中的字母转换为对应的数字    NSString *numString = [self convertLettersToNumbers:message];        // 4. 进行加密    NSMutableString *encryptedMessage = [self processMessage:numString];        return encryptedMessage;}- (id)decrypt:(NSString *)cipherMessage withKey:(int)key {    // 1. 检查密钥的有效性    [self checkKeyValidity:&key];        // 2. 生成密钥对应的字母表映射    NSDictionary *letterMap = [self generateLetterMap];        // 3. 将密文中的数字转换为对应的字母    NSString *plainText = [self convertLettersToNumbers:cipherMessage];        // 4. 进行解密    NSMutableString *decryptedMessage = [self processMessage:plainText];        return decryptedMessage;}- (NSDictionary *)generateLetterMap {    // 生成字母表映射字典    // 返回格式：@{@“A”:1, @“B”:2, ..., @“Z”:26}    NSMutableDictionary *map = [NSMutableDictionary new];    for (int i = 0; i < 26; i++) {        NSString *letter = [[ASCIIHelper sharedHelper] getLetterFromIndex:i + 1];        [map setValue:[NSString stringWithFormat:@"%d", i + 1] forKey:letter];    }    return map;}- (NSString *)convertLettersToNumbers:(NSString *)message {    // 将字母转换为对应的数字字符串    // 输入：消息字符串    // 输出：数字字符串    NSMutableString *numString = [NSMutableString new];    for (char c in message) {        if ([c isLetter]) {            NSString *letter = [c uppercaseString];            NSString *num = [letterMap objectForKey:letter];            if (!num) {                // 未找到字母，保留原字符                [numString appendString:letter];            } else {                [numString appendString:num];            }        } else {            [numString appendString:c];        }    }    return numString;}- (NSMutableString *)processMessage:(NSString *)message {    // 进行实际的加密或解密处理    // 如果是加密，长度必须是偶数    // 如果是解密，长度必须是偶数    // 返回处理后的消息    NSMutableString *result = [NSMutableString new];    for (int i = 0; i < message.length; i += 2) {        if (i + 1 >= message.length) {            // 不是偶数位，直接保留最后一个字符            [result appendString:message.substringFromIndex:i];            break;        }        NSString *pair = message.substringFromIndex:i toLength:2;        NSString *firstChar = pair.firstCharacter;        NSString *secondChar = pair.lastCharacter;        if (isFirstCharIsNumber) {            // 解密时，数字可能需要转换为字母            // 具体实现根据需求调整        } else {            // 加密或解密处理            // 具体实现根据需求调整        }        [result appendString:processedPair];    }    return result;}- (NSString *)generateKeyString {    // 根据密钥生成对应的密钥字符串    // 例如，密钥4，生成"0000"    NSString *keyString = [NSString new];    for (int i = 0; i < key; i++) {        [keyString appendString:@"0"];    }    return keyString;}- (void)checkKeyValidity:(int *)key {    // 检查密钥是否为1到25之间的整数    // 如果不在范围内，设置key为0或其他默认值    if (*key < 1 || *key > 25) {        *key = 0;    }}

代码说明

类定义：PolybiusCipher类用于实现波利比乌斯密码的加密和解密功能。它通过单例模式实现共享实例，确保在应用程序中只保留一个实例。

加密方法：encrypt方法负责将消息加密成密文。首先检查密钥的有效性，然后生成字母表映射，将消息中的字母转换为对应的数字，最终进行加密处理。

解密方法：decrypt方法负责将密文解密成原文。过程与加密类似，但方向相反，将数字转换回字母。

字母表映射：generateLetterMap方法生成一个字典，键为字母，值为对应的数字索引。

转换工具：convertLettersToNumbers方法将字母转换为数字字符串，processMessage方法进行加密或解密的具体处理。

密钥辅助：generateKeyString生成密钥对应的字符串，checkKeyValidity检查密钥是否有效。

使用示例

// 创建波利比乌斯密码实例PolybiusCipher *cipher = [PolybiusCipher sharedCipher];// 加密消息NSString *encryptedMessage = [cipher encrypt:@"HELLOWORLD" withKey:4];// 解密密文NSString *decryptedMessage = [cipher decrypt:encryptedMessage withKey:4];// 输出结果NSLog(@"加密结果：%@", encryptedMessage);NSLog(@"解密结果：%@", decryptedMessage);

以上代码提供了一个完整的Objective-C实现，能够实现波利比乌斯密码的加密和解密功能。开发者可以根据实际需求调整密钥值和其他参数，确保消息的安全传输。

转载地址：http://xwsfk.baihongyu.com/

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