Vigenere.java
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
/*
  JaVi - JavaVigenere -   A Java implementation of the Vigenere
                                cryptographical  algorithm
        Un'implementazione Java dell'algoritmo di
                                Vigenere per la crittografia
    Copyright (C) 2002 Pierre Blanc

    http://it.geocities.com/teutoburgo                (italiano)
    http://it.geocities.com/teutoburgo/indexEn.html   (english)


    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
    it under the terms of the GNU General Public License as published by
    the Free Software Foundation; either version 2 of the License.

    This program is distributed in the hope that it will be useful,
    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
    GNU General Public License for more details.

    You should have received a copy of the GNU General Public License
    along with this program; if not, write to the Free Software
    Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
    or go to      http://www.gnu.org/copyleft/gpl.html


    Questo  programma è  software  libero; è  lecito redistribuirlo  o
    modificarlo secondo i termini  della Licenza Pubblica Generica GNU
    come è pubblicata dalla Free  Software Foundation, o la versione 2
    della licenza.
    Questo programma  è distribuito nella  speranza che sia  utile, ma
    SENZA  ALCUNA GARANZIA;  senza  neppure la  garanzia implicita  di
    NEGOZIABILITĄ  o di  APPLICABILITĄ PER  UN PARTICOLARE  SCOPO.  Si
    veda la Licenza Pubblica Generica GNU per avere maggiori dettagli.

    Questo  programma deve  essere  distribuito assieme  ad una  copia
    della Licenza Pubblica Generica GNU;  in caso contrario, se ne può
    ottenere  una scrivendo  alla Free  Software Foundation,  Inc., 59
    Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA  oppure da
    http://www.gnu.org/copyleft/gpl.html


    Un grazie sentito a Roberto detto "Piano Man" per l'importante aiuto.

 * Title:        JaVi BO<p>
 * Copyright:    Copyright (c) 2002 Pierre Blanc<p>
 * @author Pierre Blanc
 * @version 0.8
 */

package JaVi;

import java.util.Vector;
import java.util.Random;

/* La classe contenente l'algoritmo di Vigenere per cifrare e decifrare
   The class containing the Vigenere algorithm to enctypt and decrypt   */

public class Vigenere {

/*   int Unic0=32 (codice Unicode per ' '), UnicZ=122 (codice Unicode per 'Z');
     I caratteri ammessi cadono nell'intervallo di codice Unicode 32-122.
     Se si volesse modificare quest'intervallo bisognerebbe modificare il
     sorgente.

     The accepted characters are within the Unicode set 32-122.
     To modify this set you need to modify the source code.
*/

  
int Unic0=32, UnicZ=123;

  
public Vigenere() {
  }

/**  Il metodo getEncryptedPhrase serve per cifrare la frase in chiaro
    (String phrase) attraverso la chiave (String key).

    The method getEncryptedPhrase is to encrypt the phrase (String phrase)
    using the key (String key).
    
@param phrase The phrase to be encrypted
    
@param key The key for the algorithm
    
@return The encrypted phrase
*/
  
public String getEncryptedPhrase (String phrase, String key){

    String tmp=
"", ad="";
    String cryptedPhrase=
"";
    
char c,k;

    
int lung1=phrase.length();
    
int lung2=key.length();
    
if (lung2==0return ("Insert Key! - Inserire Chiave!");
    
if(lung1>lung2) {
  tmp=key;
  
for (int i=0; i<lung1/lung2; i++){
    tmp=tmp+key;
  }
  key=key+tmp;
    }

/*   In questo ciclo viene applicato l'algoritmo: vengono sommati i codici
     Unicode lettera per lettera della frase in chiaro e della chiave il
     risultato modulo (UnicZ-Unic0) in modo che il risultato sia ancora un
     codice Unicode compreso tra 32 e 122.

     In this cycle is applied the algorithm: the Unicode numbers of the phrase
     and of the key are summed character per character and the result is
     computed modulo (UnicZ-Unic0), so that the result is yet in
     the Unicode set 32-122.
*/
    
for (int i=0; i<lung1; i++){
      c=phrase.charAt(i);
      k=key.charAt(i);
      Character r=
new Character((char)(((c+k)%(UnicZ-Unic0)+Unic0)));
      cryptedPhrase=cryptedPhrase+r;
    }

    
return(cryptedPhrase);
  }

/*    Il metodo getPhrase serve per ottenere la frase in chiaro avendo la frase
      cifrata (String cryptedPhrase) e la stessa chiave usata per cifrare
      (String key)

  The method getPhrase is to get the phrase using the encrypted phrase
  (String encryptedPhrase) and the same key used to encrypt (String key)
*/

  
public String getPhrase (String cryptedPhrase, String key){
    
int temp=0;
    
int mod=UnicZ-Unic0;
    String ad=
"", tmp="";
    String phrase=
"";
    
char r,k;

    
int lung1=cryptedPhrase.length();
    
int lung2=key.length();
    
if (lung2==0return ("Insert Key! - Inserire Chiave!");
    
if(lung1>lung2) {
  tmp=key;
  
for (int i=0; i<lung1/lung2; i++){
    tmp=tmp+key;
  }
  key=key+tmp;
    }
/*    In questo ciclo viene applicato l'algoritmo inverso: viene fatta la
      differenza modulo (UnicZ-Unic0) dei codici Unicode.

      In this cycle is applied the inverse algorithm: it is done the difference
      modulo (UnicZ-Unic0) between the Unicode numbers.
*/

    
for (int i=0; i<lung1; i++){
        r=cryptedPhrase.charAt(i);
        k=key.charAt(i);
        temp=((r-Unic0-k+
4*mod)%(mod));
        
if (temp<Unic0) temp+=mod;
        Character c=
new Character((char)temp);
        phrase=phrase+c;
    }

    
return(phrase);
  }

/* Prende il double restituito da getKeyStrength e lo converte in un int
   tra 0 e 100 per dare la percentuale di forza

   Converts the double returned by getKeyStrength into an int from 0 to 100
   to give the strength in percent*/

  
public int getKSPerCent(String key, int accur){

    
double kS=100-100*getKeyStrength(key, accur);
    
if (kS<0) kS=0;
    
return (int)kS;
  }

  
/*Restituisce un double tra 0 e 1 per valutare la forza della chiave.
  Prende la chiave key, l'accuratezza accur (0 è il massimo della forza,
  1 è la forza peggiore)

  Returns a double from 0 to 1 to evalue the strength of the key.
  The parameters are the key key, the accuracy accur
  (0 is the maximum strength, 1 is the minimum strength)*/

  
public double getKeyStrength(String key, int accur){

    
double [] devDepth=new double[accur];
    
double [] freqStringhe=new double[10000];
    Vector freqStringheVect=
new Vector();
    
int kMax=0, l=key.length();
    
int dim,j=0;
    
double dDtmp=0, dP;
    
double fMediaAtt=0;
    
double devMedia=0, devStand=0, devStandAtt=0;
    
int q=UnicZ-Unic0;

    
if (l==0return 1;
    
if (l-3<accur) accur=l-3;
    
if (accur<1) accur=1;

    
for (int d=0; d<accur; d++){
      freqStringheVect=trovaStringhe(key,d,q);
      dim=freqStringheVect.size();
      
for (j=0; j<dim;j++){
        freqStringhe[j]=((FrequenzaNijk)freqStringheVect.elementAt(j)).getFreq();
      }
      kMax=(
int)Math.pow(q,d+1);
      dP=(
double)Math.min(kMax,l-d);
      fMediaAtt=
1/dP;

      
for (j=0; j<dim; j++)
        dDtmp=dDtmp+Math.pow((freqStringhe[j]-fMediaAtt),
2);
      devStand=Math.sqrt(dDtmp+(dP-dim)*Math.pow(fMediaAtt,
2));
    
/*come misura della forza viene usata la deviazione standard della frequenze
    dalla frequenza teorica attesa
    in order to evalue the strength, the standard deviation of the frequencies
    from the expected frequency is computed*/
      
devDepth[d]=devStand;
      dDtmp=
0;
    }
      
return(maxKeyStrength(key, devDepth, accur));
//   return(defaultKeyStrength(key, devDepth, accur));
 //   return averageKeyStrength(key, devDepth, accur);
  
}

  
/*i metodi defaultKeyStrength, minKeyStrength, averageKeyStrength
  servono per staccare il calcolo della forza globale dal calcolo delle forze
  considerando solo le stringhe di lunghezza j, che vengono passate nell'array
  dD. Quello che cambia è il peso che viene dato alle forze di profondità j:
  nel default il peso maggiore è dato alla forza di profondità j=1, per j=2 il
  peso è la metà del peso per j=1, per j=3 la metà di j=2 e cosi' via

   the methods defaultKeyStrength, min.. , average.. are used to divide the
   computing of the global strength from the computing of the strength obtained
   by considering only the strings of length j, that are passed in the array
   dD. It is different the weigth given to the strength of depth j: the
   defaultKeyStrength gives the maximum weigth to the strength of depth j=1,
   the half for j=2, and so on.. */

  
public double defaultKeyStrength(String key, double [] dD, int dM){
    
double kS=0;
    
for (int j=0;j<dM;j++)
      kS=kS+dD[j]/Math.pow(
2,j+1);
    
return kS;
  }

  
/*nel maxKeyStrength viene considerata unicamente la forza peggiore,
  ovvero la massima (1 è la peggiore, 0 la migliore in assoluto)

  in maxKeyStrength it is considered only the worst strength, i.e. the
  maximum (1 is the worst, 0 the best)*/

  
public double maxKeyStrength(String key, double [] dD, int dM){
    
double kS=0;
    
for (int j=0;j<dM;j++)
      
if (kS<dD[j]) kS=dD[j];
    
return kS;
  }

  
/*nell'average viene restituita la forza media

  averageKeyStrength returns the average Strength*/

  
public double averageKeyStrength(String key, double [] dD, int dM){
    
double kS=0;
    
for (int j=0;j<dM;j++)
      kS=kS+dD[j];
    kS=kS/dM;
    
return kS;
  }

  
/*il metodo restituisce un Vector di oggetti FrequenzaNijk

  returns a Vector of objects FrequenzaNijk*/

  
public Vector trovaStringhe(String key, int k, int q){
    
int kMax=(int)Math.pow(q,k+1);
    
int kMin=(int)Math.pow(q,k);
    Vector vk= 
new Vector(0);
    
double v;
    FrequenzaNijk fNijk=
new FrequenzaNijk();
    
int l=key.length();
    
int r=l-k;
    String trovata=
"";
    
int j,jMax=0;
    Integer c;
    
double incr=1/((double)l-k);
    
boolean trovato=false;
    FrequenzaNijk vt=
new FrequenzaNijk();

    
for (int i=0; i<r; i++){
      trovato=
false;
      trovata=key.substring(i,i+k+
1);
      j=
0;
      
while(!trovato && j<jMax){
        vt=(FrequenzaNijk)vk.elementAt(j);
        
if(vt.getNijk().equals(trovata))
          {
           v=vt.getFreq();
           vk.setElementAt(
new FrequenzaNijk(trovata,v+incr),j);
           trovato=
true;
          }
        j++;
      }
      
if (!trovato) {
        vk.addElement(
new FrequenzaNijk(trovata,incr));
        jMax++;
      }
    }
    
int dim=vk.size();

    
return vk;
  }

/*    Questo main serve unicamente per testare i metodi di questa classe.

  This main method is presented only tqwertyuiopasdfghjkzxcvbnmlo test this class' methods.
*/

  
public static void main(String[] args) {
 
//   System.out.println(-23%74);

//    System.out.println(Character.getNumericValue(' '));

    
Vigenere vigenere1 = new Vigenere();
  Random r=
new Random();
/*   System.out.println(vigenere1.getKeyStrength("aaaaaa",5));

    for (int i=0; i<500; i++){
      System.out.print((char)(32+r.nextInt(92)));
    }*/

    
for (int i=0; i<91; i++){
      System.out.print((
char)(32+i%91));
      System.out.print((
char)(32+i%91));
      System.out.print((
char)(32+i%91));
      System.out.print((
char)(32+i%91));
      System.out.print((
char)(32+i%91));
    }
/*
    for (int i=32; i<124; i++){
    System.out.print((char)i);
  }
  for (int i=123; i>31; i--){
    System.out.print((char)i);
  }

 /*   System.out.println(vigenere1.getKeyStrength(
    "ZoC%m]n.Y-q'gB'{@Xv/r;2%=kS.I.b@ka3mWG*utfq+{)no&F)[a;k,sWa6y.4eUh:xjV7SI#]/",12,92));
    /*    char pi='C'+'0';
    String chiave="ffffffffffffffffffffff";
//    System.out.println(pi+" "+new Character((char)(((pi)%74)+48)));
    String kr=vigenere1.getEncryptedPhrase("0Cicci333xyz",chiave);
    System.out.println(kr);
    System.out.println(vigenere1.getPhrase(kr,chiave));
*/
  
}
}
Java2html