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Java 密碼加密實戰：摩斯密碼與柵欄密碼的組合應用

編輯：Java 綜合教學

Java 密碼加密實戰：摩斯密碼與柵欄密碼的組合應用

在資安學習或簡易加密需求中，古典密碼學提供了極佳的教學素材。本文介紹兩種經典加密演算法——摩斯密碼與柵欄密碼，並展示如何在 Java 中實作三層加密：雙層柵欄加密後接摩斯密碼，構建一個簡易但具備多層防護的加密體系。

一、摩斯密碼

摩斯密碼將字元對應為「點（.）」與「劃（-）」的組合，是早期電報通訊的核心編碼方式。其特點是編碼表固定、可視性強，適合教學示範。

摩斯密碼對照表1 摩斯密碼對照表2 摩斯密碼對照表3 摩斯密碼對照表4

核心邏輯：建立字元與摩斯編碼的映射表，加密時逐字元查表替換，字元間用分隔符（如 `/`）區隔；解密時反向查表還原。

二、柵欄密碼

柵欄密碼屬於置換密碼，將明文按固定間隔分組（如奇偶位置分為兩組），再將各組字元依序拼接形成密文。例如明文 ASDFGHJKL 分為兩組：ADGJL（奇數位）與 SFHK（偶數位），合併後得 ADGJLSFHK。

特點：實作簡單、可逆，但安全性較低，通常作為多層加密的一環。

三、Java 實作：三層加密架構

本方案採用 柵欄 → 柵欄 → 摩斯 三層疊加：

第一層：柵欄加密
第二層：再次柵欄加密（增加置換複雜度）
第三層：摩斯密碼編碼（將字元轉為符號序列）

解密順序相反：摩斯解碼 → 柵欄解密 → 柵欄解密。

核心類別設計

1. Fence 類（柵欄加解密）

public class Fence {
    // 加密：奇偶位置分組拼接
    public String encryption(String password) {
        StringBuilder p1 = new StringBuilder(), p2 = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < password.length(); i++) {
            if (i % 2 == 0) p1.append(password.charAt(i));
            else p2.append(password.charAt(i));
        }
        return p1.append(p2).toString();
    }

    // 解密：將密文對半分割，交織還原
    public String decode(String fencePassword) {
        int len = fencePassword.length();
        int half = len / 2;
        String p1 = fencePassword.substring(0, half);
        String p2 = fencePassword.substring(half);
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < half; i++) {
            sb.append(p1.charAt(i));
            if (i < p2.length()) sb.append(p2.charAt(i));
        }
        if (len % 2 != 0) sb.append(p2.charAt(half)); // 處理奇數長度
        return sb.toString();
    }
}

2. Morse 類（摩斯加解密 + 整合柵欄）

public class Morse {
    // 摩斯編碼映射表（節選）
    private static final Map ENCODE_MAP = new HashMap<>();
    private static final Map DECODE_MAP = new HashMap<>();
    static {
        ENCODE_MAP.put("A", ".-");   ENCODE_MAP.put("B", "-...");  // ... 其餘字元
        ENCODE_MAP.put("0", "-----"); ENCODE_MAP.put(".", ".-.-.-"); // 數字與符號
        // 反向填充 DECODE_MAP
        ENCODE_MAP.forEach((k, v) -> DECODE_MAP.put(v, k));
    }

    private final Fence fence = new Fence();

    // 整合加密：雙層柵欄 + 摩斯編碼
    public String encryption(String password) {
        password = fence.encryption(password); // 第一層
        password = fence.encryption(password); // 第二層
        StringBuilder morse = new StringBuilder();
        for (char c : password.toCharArray()) {
            String code = ENCODE_MAP.getOrDefault(String.valueOf(c).toUpperCase(), " ");
            morse.append(code).append("/");
        }
        return morse.toString();
    }

    // 整合解密：摩斯解碼 + 雙層柵欄解密
    public String decode(String morsePassword) {
        StringBuilder text = new StringBuilder();
        StringTokenizer st = new StringTokenizer(morsePassword, "/");
        while (st.hasMoreTokens()) {
            text.append(DECODE_MAP.getOrDefault(st.nextToken(), " "));
        }
        // 反向兩次柵欄解密
        return fence.decode(fence.decode(text.toString()));
    }
}