Шифр Цезаря

Шифр Цезаря – один из наиболее простых и широко известных алгоритмов шифрования текстовых данных. Этот метод назван в честь римского полководца Гая Юлия Цезаря, который применял шифр для личной переписки с подчиненными.

Описание алгоритма

Алгоритм шифрования Цезаря заключается в замене каждого символа входящего сообщения на символ, который находится на некотором константном расстоянии с правой или левой стороны. Расстояние при этом называют – ключом.

Например для ключа 5 получаем последовательность:

  • Русский алфавит:
    • А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я
  • Шифр:
    • Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В Г Д

То есть А заменяем на Е, Б на Ё, и т. д.

Математически шифр Цезаря можно описать следующими формулами:

  • Encrypt(mn) = (Q + mn + k) % Q;
  • Decrypt(cn) = (Q + cn - k) % Q.

где m - открытый текст, k - ключ шифрования, Q - количество символов в алфавите, c - зашифрованный текст.

Реализация шифрования Цезаря

using System;

public class CaesarCipher
{
    //символы русской азбуки
    const string alfabet = "АБВГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯ";

    private string CodeEncode(string text, int k)
    {
        //добавляем в алфавит маленькие буквы
        var fullAlfabet = alfabet + alfabet.ToLower();
        var letterQty = fullAlfabet.Length;
        var retVal = "";
        for (int i = 0; i < text.Length; i++)
        {
            var c = text[i];
            var index = fullAlfabet.IndexOf(c);
            if (index < 0)
            {
                //если символ не найден, то добавляем его в неизменном виде
                retVal += c.ToString();
            }
            else
            {
                var codeIndex = (letterQty + index + k) % letterQty;
                retVal += fullAlfabet[codeIndex];
            }
        }

        return retVal;
    }

    //шифрование текста
    public string Encrypt(string plainMessage, int key)
        => CodeEncode(plainMessage, key);

    //дешифрование текста
    public string Decrypt(string encryptedMessage, int key)
        => CodeEncode(encryptedMessage, -key);
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        var cipher = new CaesarCipher();
        Console.Write("Введите текст: ");
        var message = Console.ReadLine();
        Console.Write("Введите ключ: ");
        var secretKey = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
        var encryptedText = cipher.Encrypt(message, secretKey);
        Console.WriteLine("Зашифрованное сообщение: {0}", encryptedText);
        Console.WriteLine("Расшифрованное сообщение: {0}", cipher.Decrypt(encryptedText, secretKey));
        Console.ReadLine();
    }
}

Результат работы программы:

Смотрите также: