Add Blowfish Algorithm (#3052)
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f9b788f7f4
416
src/main/java/com/thealgorithms/ciphers/Blowfish.java
Normal file
416
src/main/java/com/thealgorithms/ciphers/Blowfish.java
Normal file
@ -0,0 +1,416 @@
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package com.thealgorithms.ciphers;
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/*
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* Java program for Blowfish Algorithm
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* Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Blowfish_(cipher)
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* Author: Akshay Dubey (https://github.com/itsAkshayDubey)
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*
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* */
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public class Blowfish {
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||||||
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//Initializing substitution boxes
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String S[][]
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= { { "d1310ba6", "98dfb5ac", "2ffd72db", "d01adfb7", "b8e1afed",
|
||||||
|
"6a267e96", "ba7c9045", "f12c7f99", "24a19947", "b3916cf7",
|
||||||
|
"0801f2e2", "858efc16", "636920d8", "71574e69", "a458fea3",
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||||||
|
"f4933d7e", "0d95748f", "728eb658", "718bcd58", "82154aee",
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||||||
|
"7b54a41d", "c25a59b5", "9c30d539", "2af26013", "c5d1b023",
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||||||
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"286085f0", "ca417918", "b8db38ef", "8e79dcb0", "603a180e",
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"6c9e0e8b", "b01e8a3e", "d71577c1", "bd314b27", "78af2fda",
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"55605c60", "e65525f3", "aa55ab94", "57489862", "63e81440",
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"55ca396a", "2aab10b6", "b4cc5c34", "1141e8ce", "a15486af",
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"7c72e993", "b3ee1411", "636fbc2a", "2ba9c55d", "741831f6",
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"ce5c3e16", "9b87931e", "afd6ba33", "6c24cf5c", "7a325381",
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"28958677", "3b8f4898", "6b4bb9af", "c4bfe81b", "66282193",
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"61d809cc", "fb21a991", "487cac60", "5dec8032", "ef845d5d",
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|
"e98575b1", "dc262302", "eb651b88", "23893e81", "d396acc5",
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"0f6d6ff3", "83f44239", "2e0b4482", "a4842004", "69c8f04a",
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"9e1f9b5e", "21c66842", "f6e96c9a", "670c9c61", "abd388f0",
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"6a51a0d2", "d8542f68", "960fa728", "ab5133a3", "6eef0b6c",
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"137a3be4", "ba3bf050", "7efb2a98", "a1f1651d", "39af0176",
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"66ca593e", "82430e88", "8cee8619", "456f9fb4", "7d84a5c3",
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"3b8b5ebe", "e06f75d8", "85c12073", "401a449f", "56c16aa6",
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"4ed3aa62", "363f7706", "1bfedf72", "429b023d", "37d0d724",
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"d00a1248", "db0fead3", "49f1c09b", "075372c9", "80991b7b",
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"25d479d8", "f6e8def7", "e3fe501a", "b6794c3b", "976ce0bd",
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"04c006ba", "c1a94fb6", "409f60c4", "5e5c9ec2", "196a2463",
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||||||
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"68fb6faf", "3e6c53b5", "1339b2eb", "3b52ec6f", "6dfc511f",
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"9b30952c", "cc814544", "af5ebd09", "bee3d004", "de334afd",
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"660f2807", "192e4bb3", "c0cba857", "45c8740f", "d20b5f39",
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"b9d3fbdb", "5579c0bd", "1a60320a", "d6a100c6", "402c7279",
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||||||
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"679f25fe", "fb1fa3cc", "8ea5e9f8", "db3222f8", "3c7516df",
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||||||
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"fd616b15", "2f501ec8", "ad0552ab", "323db5fa", "fd238760",
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"53317b48", "3e00df82", "9e5c57bb", "ca6f8ca0", "1a87562e",
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||||||
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"df1769db", "d542a8f6", "287effc3", "ac6732c6", "8c4f5573",
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"695b27b0", "bbca58c8", "e1ffa35d", "b8f011a0", "10fa3d98",
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"fd2183b8", "4afcb56c", "2dd1d35b", "9a53e479", "b6f84565",
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"95dbda4d", "ae909198", "eaad8e71", "6b93d5a0", "d08ed1d0",
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"afc725e0", "8e3c5b2f", "8e7594b7", "8ff6e2fb", "f2122b64",
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"8888b812", "900df01c", "4fad5ea0", "688fc31c", "d1cff191",
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"b3a8c1ad", "2f2f2218", "be0e1777", "ea752dfe", "8b021fa1",
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"e5a0cc0f", "b56f74e8", "18acf3d6", "ce89e299", "b4a84fe0",
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"fb9d35cf", "ebcdaf0c", "7b3e89a0", "d6411bd3", "ae1e7e49",
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"00250e2d", "2071b35e", "226800bb", "57b8e0af", "2464369b",
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"f009b91e", "5563911d", "59dfa6aa", "78c14389", "d95a537f",
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"207d5ba2", "02e5b9c5", "83260376", "6295cfa9", "11c81968",
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"4e734a41", "b3472dca", "7b14a94a", "1b510052", "9a532915",
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"d60f573f", "bc9bc6e4", "2b60a476", "81e67400", "08ba6fb5",
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"571be91f", "f296ec6b", "2a0dd915", "b6636521", "e7b9f9b6",
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"ff34052e", "c5855664", "53b02d5d", "a99f8fa1", "08ba4799",
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"763bd6eb", "37392eb3", "cc115979", "8026e297", "f42e312d",
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"6842ada7", "c66a2b3b", "12754ccc", "782ef11c", "6a124237",
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"b79251e7", "06a1bbe6", "4bfb6350", "1a6b1018", "11caedfa",
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"3d25bdd8", "e2e1c3c9", "44421659", "0a121386", "d90cec6e",
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"d5abea2a", "64af674e", "da86a85f", "bebfe988", "64e4c3fe",
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"9dbc8057", "f0f7c086", "60787bf8", "6003604d", "d1fd8346",
|
||||||
|
"f6381fb0", "7745ae04", "d736fccc", "83426b33", "f01eab71",
|
||||||
|
"b0804187", "3c005e5f", "77a057be", "bde8ae24", "55464299",
|
||||||
|
"bf582e61", "4e58f48f", "f2ddfda2", "f474ef38", "8789bdc2",
|
||||||
|
"5366f9c3", "c8b38e74", "b475f255", "46fcd9b9", "7aeb2661",
|
||||||
|
"8b1ddf84", "846a0e79", "915f95e2", "466e598e", "20b45770",
|
||||||
|
"8cd55591", "c902de4c", "b90bace1", "bb8205d0", "11a86248",
|
||||||
|
"7574a99e", "b77f19b6", "e0a9dc09", "662d09a1", "c4324633",
|
||||||
|
"e85a1f02", "09f0be8c", "4a99a025", "1d6efe10", "1ab93d1d",
|
||||||
|
"0ba5a4df", "a186f20f", "2868f169", "dcb7da83", "573906fe",
|
||||||
|
"a1e2ce9b", "4fcd7f52", "50115e01", "a70683fa", "a002b5c4",
|
||||||
|
"0de6d027", "9af88c27", "773f8641", "c3604c06", "61a806b5",
|
||||||
|
"f0177a28", "c0f586e0", "006058aa", "30dc7d62", "11e69ed7",
|
||||||
|
"2338ea63", "53c2dd94", "c2c21634", "bbcbee56", "90bcb6de",
|
||||||
|
"ebfc7da1", "ce591d76", "6f05e409", "4b7c0188", "39720a3d",
|
||||||
|
"7c927c24", "86e3725f", "724d9db9", "1ac15bb4", "d39eb8fc",
|
||||||
|
"ed545578", "08fca5b5", "d83d7cd3", "4dad0fc4", "1e50ef5e",
|
||||||
|
"b161e6f8", "a28514d9", "6c51133c", "6fd5c7e7", "56e14ec4",
|
||||||
|
"362abfce", "ddc6c837", "d79a3234", "92638212", "670efa8e",
|
||||||
|
"406000e0" },
|
||||||
|
{ "3a39ce37", "d3faf5cf", "abc27737", "5ac52d1b", "5cb0679e",
|
||||||
|
"4fa33742", "d3822740", "99bc9bbe", "d5118e9d", "bf0f7315",
|
||||||
|
"d62d1c7e", "c700c47b", "b78c1b6b", "21a19045", "b26eb1be",
|
||||||
|
"6a366eb4", "5748ab2f", "bc946e79", "c6a376d2", "6549c2c8",
|
||||||
|
"530ff8ee", "468dde7d", "d5730a1d", "4cd04dc6", "2939bbdb",
|
||||||
|
"a9ba4650", "ac9526e8", "be5ee304", "a1fad5f0", "6a2d519a",
|
||||||
|
"63ef8ce2", "9a86ee22", "c089c2b8", "43242ef6", "a51e03aa",
|
||||||
|
"9cf2d0a4", "83c061ba", "9be96a4d", "8fe51550", "ba645bd6",
|
||||||
|
"2826a2f9", "a73a3ae1", "4ba99586", "ef5562e9", "c72fefd3",
|
||||||
|
"f752f7da", "3f046f69", "77fa0a59", "80e4a915", "87b08601",
|
||||||
|
"9b09e6ad", "3b3ee593", "e990fd5a", "9e34d797", "2cf0b7d9",
|
||||||
|
"022b8b51", "96d5ac3a", "017da67d", "d1cf3ed6", "7c7d2d28",
|
||||||
|
"1f9f25cf", "adf2b89b", "5ad6b472", "5a88f54c", "e029ac71",
|
||||||
|
"e019a5e6", "47b0acfd", "ed93fa9b", "e8d3c48d", "283b57cc",
|
||||||
|
"f8d56629", "79132e28", "785f0191", "ed756055", "f7960e44",
|
||||||
|
"e3d35e8c", "15056dd4", "88f46dba", "03a16125", "0564f0bd",
|
||||||
|
"c3eb9e15", "3c9057a2", "97271aec", "a93a072a", "1b3f6d9b",
|
||||||
|
"1e6321f5", "f59c66fb", "26dcf319", "7533d928", "b155fdf5",
|
||||||
|
"03563482", "8aba3cbb", "28517711", "c20ad9f8", "abcc5167",
|
||||||
|
"ccad925f", "4de81751", "3830dc8e", "379d5862", "9320f991",
|
||||||
|
"ea7a90c2", "fb3e7bce", "5121ce64", "774fbe32", "a8b6e37e",
|
||||||
|
"c3293d46", "48de5369", "6413e680", "a2ae0810", "dd6db224",
|
||||||
|
"69852dfd", "09072166", "b39a460a", "6445c0dd", "586cdecf",
|
||||||
|
"1c20c8ae", "5bbef7dd", "1b588d40", "ccd2017f", "6bb4e3bb",
|
||||||
|
"dda26a7e", "3a59ff45", "3e350a44", "bcb4cdd5", "72eacea8",
|
||||||
|
"fa6484bb", "8d6612ae", "bf3c6f47", "d29be463", "542f5d9e",
|
||||||
|
"aec2771b", "f64e6370", "740e0d8d", "e75b1357", "f8721671",
|
||||||
|
"af537d5d", "4040cb08", "4eb4e2cc", "34d2466a", "0115af84",
|
||||||
|
"e1b00428", "95983a1d", "06b89fb4", "ce6ea048", "6f3f3b82",
|
||||||
|
"3520ab82", "011a1d4b", "277227f8", "611560b1", "e7933fdc",
|
||||||
|
"bb3a792b", "344525bd", "a08839e1", "51ce794b", "2f32c9b7",
|
||||||
|
"a01fbac9", "e01cc87e", "bcc7d1f6", "cf0111c3", "a1e8aac7",
|
||||||
|
"1a908749", "d44fbd9a", "d0dadecb", "d50ada38", "0339c32a",
|
||||||
|
"c6913667", "8df9317c", "e0b12b4f", "f79e59b7", "43f5bb3a",
|
||||||
|
"f2d519ff", "27d9459c", "bf97222c", "15e6fc2a", "0f91fc71",
|
||||||
|
"9b941525", "fae59361", "ceb69ceb", "c2a86459", "12baa8d1",
|
||||||
|
"b6c1075e", "e3056a0c", "10d25065", "cb03a442", "e0ec6e0e",
|
||||||
|
"1698db3b", "4c98a0be", "3278e964", "9f1f9532", "e0d392df",
|
||||||
|
"d3a0342b", "8971f21e", "1b0a7441", "4ba3348c", "c5be7120",
|
||||||
|
"c37632d8", "df359f8d", "9b992f2e", "e60b6f47", "0fe3f11d",
|
||||||
|
"e54cda54", "1edad891", "ce6279cf", "cd3e7e6f", "1618b166",
|
||||||
|
"fd2c1d05", "848fd2c5", "f6fb2299", "f523f357", "a6327623",
|
||||||
|
"93a83531", "56cccd02", "acf08162", "5a75ebb5", "6e163697",
|
||||||
|
"88d273cc", "de966292", "81b949d0", "4c50901b", "71c65614",
|
||||||
|
"e6c6c7bd", "327a140a", "45e1d006", "c3f27b9a", "c9aa53fd",
|
||||||
|
"62a80f00", "bb25bfe2", "35bdd2f6", "71126905", "b2040222",
|
||||||
|
"b6cbcf7c", "cd769c2b", "53113ec0", "1640e3d3", "38abbd60",
|
||||||
|
"2547adf0", "ba38209c", "f746ce76", "77afa1c5", "20756060",
|
||||||
|
"85cbfe4e", "8ae88dd8", "7aaaf9b0", "4cf9aa7e", "1948c25c",
|
||||||
|
"02fb8a8c", "01c36ae4", "d6ebe1f9", "90d4f869", "a65cdea0",
|
||||||
|
"3f09252d", "c208e69f", "b74e6132", "ce77e25b", "578fdfe3",
|
||||||
|
"3ac372e6" } };
|
||||||
|
|
||||||
|
//Initializing subkeys with digits of pi
|
||||||
|
String P[] = { "243f6a88", "85a308d3", "13198a2e", "03707344", "a4093822",
|
||||||
|
"299f31d0", "082efa98", "ec4e6c89", "452821e6", "38d01377",
|
||||||
|
"be5466cf", "34e90c6c", "c0ac29b7", "c97c50dd", "3f84d5b5",
|
||||||
|
"b5470917", "9216d5d9", "8979fb1b" };
|
||||||
|
|
||||||
|
//Initializing modVal to 2^32
|
||||||
|
long modVal = 4294967296L;
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* This method returns binary representation of the hexadecimal number passed as parameter
|
||||||
|
*
|
||||||
|
* @param hex Number for which binary representation is required
|
||||||
|
* @return String object which is a binary representation of the hex number passed as parameter
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
private String hexToBin(String hex)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
String binary = "";
|
||||||
|
Long num;
|
||||||
|
String binary4B;
|
||||||
|
int n = hex.length();
|
||||||
|
for (int i = 0; i < n; i++) {
|
||||||
|
|
||||||
|
num = Long.parseUnsignedLong(
|
||||||
|
hex.charAt(i) + "", 16);
|
||||||
|
binary4B = Long.toBinaryString(num);
|
||||||
|
|
||||||
|
binary4B = "0000" + binary4B;
|
||||||
|
|
||||||
|
binary4B = binary4B.substring(binary4B.length() - 4);
|
||||||
|
binary += binary4B;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return binary;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* This method returns hexadecimal representation of the binary number passed as parameter
|
||||||
|
*
|
||||||
|
* @param binary Number for which hexadecimal representation is required
|
||||||
|
* @return String object which is a hexadecimal representation of the binary number passed as parameter
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
private String binToHex(String binary)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
|
||||||
|
long num = Long.parseUnsignedLong(binary, 2);
|
||||||
|
String hex = Long.toHexString(num);
|
||||||
|
while (hex.length() < (binary.length() / 4))
|
||||||
|
hex = "0" + hex;
|
||||||
|
|
||||||
|
return hex;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* This method returns a string obtained by XOR-ing two strings of same length passed a method parameters
|
||||||
|
*
|
||||||
|
* @param String a and b are string objects which will be XORed and are to be of same length
|
||||||
|
* @return String object obtained by XOR operation on String a and String b
|
||||||
|
* */
|
||||||
|
private String xor(String a, String b)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
a = hexToBin(a);
|
||||||
|
b = hexToBin(b);
|
||||||
|
String ans = "";
|
||||||
|
for (int i = 0; i < a.length(); i++)
|
||||||
|
ans += (char)(((a.charAt(i) - '0')
|
||||||
|
^ (b.charAt(i) - '0'))
|
||||||
|
+ '0');
|
||||||
|
ans = binToHex(ans);
|
||||||
|
return ans;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* This method returns addition of two hexadecimal numbers passed as parameters and moded with 2^32
|
||||||
|
*
|
||||||
|
* @param String a and b are hexadecimal numbers
|
||||||
|
* @return String object which is a is addition that is then moded with 2^32 of hex numbers passed as parameters
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
private String addBin(String a, String b)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
String ans = "";
|
||||||
|
long n1 = Long.parseUnsignedLong(a, 16);
|
||||||
|
long n2 = Long.parseUnsignedLong(b, 16);
|
||||||
|
n1 = (n1 + n2) % modVal;
|
||||||
|
ans = Long.toHexString(n1);
|
||||||
|
ans = "00000000" + ans;
|
||||||
|
return ans.substring(ans.length() - 8);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/*F-function splits the 32-bit input into four 8-bit quarters
|
||||||
|
and uses the quarters as input to the S-boxes.
|
||||||
|
The S-boxes accept 8-bit input and produce 32-bit output.
|
||||||
|
The outputs are added modulo 232 and XORed to produce the final 32-bit output
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
private String f(String plainText)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
String a[] = new String[4];
|
||||||
|
String ans = "";
|
||||||
|
for (int i = 0; i < 8; i += 2) {
|
||||||
|
//column number for S-box is a 8-bit value
|
||||||
|
long col
|
||||||
|
= Long.parseUnsignedLong(
|
||||||
|
hexToBin(
|
||||||
|
plainText
|
||||||
|
.substring(i, i + 2)),
|
||||||
|
2);
|
||||||
|
a[i / 2] = S[i / 2][(int)col];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
ans = addBin(a[0], a[1]);
|
||||||
|
ans = xor(ans, a[2]);
|
||||||
|
ans = addBin(ans, a[3]);
|
||||||
|
return ans;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
//generate subkeys
|
||||||
|
private void keyGenerate(String key)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int j = 0;
|
||||||
|
for (int i = 0; i < P.length; i++) {
|
||||||
|
|
||||||
|
//XOR-ing 32-bit parts of the key with initial subkeys
|
||||||
|
P[i] = xor(P[i], key.substring(j, j + 8));
|
||||||
|
|
||||||
|
j = (j + 8) % key.length();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
//round function
|
||||||
|
private String round(int time, String plainText)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
String left, right;
|
||||||
|
left = plainText.substring(0, 8);
|
||||||
|
right = plainText.substring(8, 16);
|
||||||
|
left = xor(left, P[time]);
|
||||||
|
|
||||||
|
//output from F function
|
||||||
|
String fOut = f(left);
|
||||||
|
|
||||||
|
right = xor(fOut, right);
|
||||||
|
|
||||||
|
//swap left and right
|
||||||
|
return right + left;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* This method returns cipher text for the plaintext passed as the first parameter generated
|
||||||
|
* using the key passed as the second parameter
|
||||||
|
*
|
||||||
|
* @param String plainText is the text which is to be encrypted
|
||||||
|
* @param String key is the key which is to be used for generating cipher text
|
||||||
|
* @return String cipherText is the encrypted value
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
String encrypt(String plainText, String key)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
//generating key
|
||||||
|
keyGenerate(key);
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int i = 0; i < 16; i++)
|
||||||
|
plainText = round(i, plainText);
|
||||||
|
|
||||||
|
//postprocessing
|
||||||
|
String right = plainText.substring(0, 8);
|
||||||
|
String left = plainText.substring(8, 16);
|
||||||
|
right = xor(right, P[16]);
|
||||||
|
left = xor(left, P[17]);
|
||||||
|
return left + right;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* This method returns plaintext for the ciphertext passed as the first parameter decoded
|
||||||
|
* using the key passed as the second parameter
|
||||||
|
*
|
||||||
|
* @param String ciphertext is the text which is to be decrypted
|
||||||
|
* @param String key is the key which is to be used for generating cipher text
|
||||||
|
* @return String plainText is the decrypted text
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
String decrypt(String cipherText,String key)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
//generating key
|
||||||
|
keyGenerate(key);
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int i = 17; i > 1; i--)
|
||||||
|
cipherText = round(i, cipherText);
|
||||||
|
|
||||||
|
//postprocessing
|
||||||
|
String right = cipherText.substring(0, 8);
|
||||||
|
String left = cipherText.substring(8, 16);
|
||||||
|
right = xor(right, P[1]);
|
||||||
|
left = xor(left, P[0]);
|
||||||
|
return left + right;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
}
|
||||||
43
src/test/java/com/thealgorithms/ciphers/BlowfishTest.java
Normal file
43
src/test/java/com/thealgorithms/ciphers/BlowfishTest.java
Normal file
@ -0,0 +1,43 @@
|
|||||||
|
package com.thealgorithms.ciphers;
|
||||||
|
|
||||||
|
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;
|
||||||
|
|
||||||
|
import org.junit.jupiter.api.Test;
|
||||||
|
|
||||||
|
class BlowfishTest {
|
||||||
|
|
||||||
|
Blowfish blowfish = new Blowfish();
|
||||||
|
|
||||||
|
@Test
|
||||||
|
void testEncrypt() {
|
||||||
|
|
||||||
|
//given
|
||||||
|
String plainText = "123456abcd132536";
|
||||||
|
String key = "aabb09182736ccdd";
|
||||||
|
String expectedOutput = "d748ec383d3405f7";
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//when
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String cipherText = blowfish.encrypt(plainText, key);
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//then
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assertEquals(expectedOutput, cipherText);
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}
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@Test
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void testDecrypt() {
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//given
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String cipherText = "d748ec383d3405f7";
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String key = "aabb09182736ccdd";
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String expectedOutput = "123456abcd132536";
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//when
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String plainText = blowfish.decrypt(cipherText, key);
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//then
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assertEquals(expectedOutput, plainText);
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}
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}
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