普萊費爾密碼加密與解密

什麼是普萊費爾密碼？

普萊費爾密碼（Playfair Cipher）是一種基於字母對（bigram）的加密方法，比單個字母替換的加密方式要複雜一些，因此相對更安全。普萊費爾密碼通過使用一個5x5的字母矩陣來加密文本，並通過不同的規則來對明文進行加密和解密。為了適應26個字母，通常將字母“J”和“I”合併，使用25個字母進行加密。

普萊費爾密碼如何加密？

1. 準備字母矩陣：

輸入您選擇的祕鑰，系統會自動生成5x5字母矩陣，或者您可以手動設置字母矩陣。祕鑰中的字母按順序填入矩陣，剩餘字母按照字母表順序（A - Z）補充。例如，輸入祕鑰“KEYWORD”後，生成的矩陣如下：

2. 將明文分成字母對：

將明文按字母對分組（兩兩一組），如果出現兩個相同的字母，插入一個填充字母（通常使用“X”）來打破重複。例如，“HELLO”分組後是：“HE”, “LX”, “LO”。

3. 加密每一對字母：

• 同一行：如果兩個字母在同一行中，使用它們右側的字母進行替換。如果在右邊沒有字母，則從行的左邊開始替換。
• 同一列：如果兩個字母在同一列中，使用它們下方的字母進行替換。如果在底部沒有字母，則從列的頂部開始替換。
• 不同位置：如果兩個字母既不在同一行也不在同一列，則形成一個矩形，用它們在矩形對角線上的字母替換。

根據上面的矩陣，對於明文“HELLO”，我們得到以下替換：

• HE：H 和 E 不在同一行或列，替換為“GY”。
• LX：L 和 X 不在同一行或列，替換為“IZ”。
• LO：L 和 O 在同一列，替換為“SC”。

因此，加密後的密文為：GYIZSC。

普萊費爾密碼如何解密？

解密過程與加密過程非常相似，只是操作的方向是反向的：

1. 準備字母矩陣：使用與加密時相同的字母矩陣。
2. 將密文分成字母對：密文已經被分成字母對，每對字母將根據矩陣中的位置關係進行反向替換。
3. 解密每一對字母：
   • 同一行：如果兩個字母在同一行中，使用它們左側的字母進行替換。如果在左邊沒有字母，則從行的右邊開始替換。
   • 同一列：如果兩個字母在同一列中，使用它們上方的字母進行替換。如果在頂部沒有字母，則從列的底部開始替換。
   • 不同位置：如果兩個字母既不在同一行也不在同一列，則形成一個矩形，用它們在矩形對角線上的字母替換。

例如，密文“GYIZSC”使用上面相同的矩陣進行解密：

• GY：G 和 Y 不在同一行或列，替換為“HE”。
• IZ：I 和 Z 不在同一行或列，替換為“LX”。
• SC：S 和 C 在同一列，替換為“LO”。

因此，解密後的明文為：HELLO。

如何使用普萊費爾密碼加密與解密工具？

1. 輸入祕鑰：在工具中輸入您的祕鑰，系統會根據祕鑰生成5×5的字母矩陣。您可以自定義祕鑰，或者使用默認的字母表。
2. 輸入明文或密文：如果要加密，在“明文輸入框”中輸入明文，工具會自動生成密文；如果要解密，在“密文輸入框”中輸入密文，工具會自動生成明文。
3. 設置未識別字符處理：您可以選擇是否保留未識別的字元（如空格、標點符號等）。如果選中“忽略未知字元”，系統會跳過這些字元，僅對字母對進行加密或解密。