使用 Go 語言實現凱撒加密
在 2 世紀, 發送機密消息的一個有效方法就是對每個字母進行位移, 使得 'a'
變爲 'd'
, 'b'
變爲 'e'
, 依次類推。 這樣處理產生的結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, 使用計算機以數值方式處理字符是非常容易的。
代碼清單 9-6 處理單個字符: caesar.go
c := 'a' c=c+3 fmt.Printf("%c", c) // 打印出“d”
然而, 代碼清單 9-6 展示的方法並不完美, 因爲它沒有考慮該如何處理字符 'x'
、 'y'
和 'z'
, 所以它無法對 xylophones
、 yaks
和 zebras
這樣的單詞實施加密。 爲了解決這個問題, 最初的凱撒加密法採取了迴繞措施, 也就是將 'x'
變爲 'a'
、 'y'
變爲 'b'
, 而 'z'
則變爲 'c'
。 對於包含 26 個字符的英文字母表, 我們可以通過這段代碼實現上述變換:
if c > 'z' { c = c - 26 }
凱撒密碼的解密方法跟加密方法正好相反, 程序不再是爲字符加上 3 而是減去 3 , 並且它還需要在字符過小也就是 c < 'a'
的時候, 將字符加上 26 以實施迴繞。 雖然上述的加密方法和解密方法都非常直觀, 但由於它們都需要處理字符邊界以實現迴繞, 因此實際的編碼過程將變得相當痛苦。
迴轉13(rotate 13,簡稱ROT13)是凱撒密碼在 20 世紀的一個變體, 該變體跟凱撒密碼的唯一區別就在於, 它給字符添加的量是 13 而不是 3 , 並且 ROT13 的加密和解密可以通過同一個方法實現, 這是非常方便的。
現在, 假設搜尋外星智能(Search for Extra-terrestrial Intelligence, SETI)的相關機構在外太空掃描外星人通信信息的時候, 發現了包含以下消息的廣播:
message := "uv vagreangvbany fcnpr fgngvba"
我們有預感, 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量, 這條消息包含 30 個字符, 可以通過內置的 len
函數來確定:
fmt.Println(len(message)) // 打印出“30”
注意 Go 擁有少量無須導入語句即可使用的內置函數, len
函數即是其中之一, 它可以測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 運行這段代碼, 就會知道外星人在說什麼了。
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 ASCII 字符 c := message[i] if c >= 'a' && c <= 'z' { // 只解密英文字母,至於空格和標點符號則保持不變 c = c + 13 if c > 'z' { c = c - 26 } } fmt.Printf("%c", c) }
注意, 這段代碼中的 ROT13 實現只能處理 ASCII 字符(字節), 它無法處理用西班牙語或者俄語撰寫的消息, 不過接下來的一節將會給出這個問題的解決方案。
Note
本文摘錄自《Go語言趣學指南》第 9 章, 你可以通過訪問 gpwgcn.com 來獲得該書的更多信息。