Java 程序通过矩阵乘法执行消息编码

消息编码是一种使用各种算法将消息转换为不同格式的技术，以确保机密性和安全性。消息编码的一个有趣方法是使用矩阵乘法。基本思想是将消息表示为数值形式，然后使用矩阵乘法将其转换为编码格式。在本节中，我们将详细介绍如何在 Java 中使用矩阵乘法执行消息编码。

方法

消息编码包含以下三个步骤。

• 消息到矩阵的转换：将给定消息转换为数值矩阵。这包括将每个字符映射到一个数字（例如，'A' -> 1，'B' -> 2，...，'Z' -> 26）。
• 矩阵乘法：使用密钥矩阵（必须是可逆的）与消息矩阵相乘。此乘法的结果是编码后的消息。
• 编码消息：乘法产生的矩阵代表编码后的消息，可以安全地传输。

实施

1. 定义密钥矩阵：这是一个预定义的用于编码的矩阵。它必须是可逆的，以便正确执行解码过程。
2. 将消息转换为矩阵：将消息的字符转换为它们各自的数值表示，并形成一个矩阵。
3. 矩阵相乘：执行消息矩阵与密钥矩阵的矩阵乘法。
4. 输出编码消息：乘法的结果将是编码后的消息。

文件名：MatrixMessageEncoding.java

输出

 
Enter the message (only uppercase letters):
HELLO
Encoded Message: FCIIYH   

解释

首先，在 Java 代码中定义了一个 2x2 的密钥矩阵用于矩阵乘法消息编码。为了方便矩阵计算，charToInt 和 intToChar 函数分别将字符转换为整数并反之。主函数中，用户输入消息；如果消息长度为奇数，则插入 'X' 作为填充。然后根据此消息创建一个数值矩阵。为了创建编码矩阵，使用 multiplyMatrices 函数将此矩阵与密钥矩阵相乘。