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' 變為 'd' ， 'b' 變為 '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 展示的方法并不完美， 因為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。 為了解決這個問題， 最初的凱撒加密法采取了回繞措施， 也就是將 'x' 變為 'a' 、 'y' 變為 'b' ， 而 'z' 則變為 'c' 。 對于包含 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' 的時候， 將字符加上 26 以實施回繞。 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現回繞， 因此實際的編碼過程將變得相當痛苦。
回轉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 ASCII 字符
- c := message[i]
- if c >= 'a' && c <= 'z' { // 只解密英文字母，至于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。
