密码学中矩阵相关计算

/**

 *矩阵计算类
 */
class Matrix{
    
    /*
     * 根据字符串解析密钥矩阵
     * param key 密钥
     * param rank 密钥矩阵的阶
     * return 返回密钥矩阵
*/
    public static int[][] getKeyMatrix(String key,int rank){
        key=key.trim();
        String[] akey=key.split(" ");
        int key_len=akey.length;
        int[][] pk=new int[rank][rank];            //密钥矩阵
    
        for(int i=0;i<key_len;i++){
            String num=akey[i];          
            int row=i/rank,col=i%rank;
            pk[row][col]=num.charAt(0)-'0';     //初始化第一位
            for(int j=1;j<num.length();j++){
                pk[row][col]=pk[row][col]*10+num.charAt(j)-'0';
            }
        }
        return pk;
    }
    
    /* 矩阵a、b相乘，返回矩阵c */
    public static int[][] Multi(int[][] a,int[][] b){
        int row=a.length,
            col=b[0].length,
            rank=b.length;
        int[][] c=new int[row][col];
    
        for(int i=0;i<row;i++){
            for(int j=0;j<col;j++){
                c[i][j]=0;
                for(int k=0;k<rank;k++){
                    c[i][j]+=a[i][k]*b[k][j];
                }
                c[i][j]%=modular;
            }
        }
        return c;
    }
    
    /* 
     * 计算行列式的值
     * param n 矩阵的阶 
     * param N 矩阵
*/
    public static int Det(int n,int[][] matrix) {
        if (n == 1) {
            return matrix[0][0];
        }
        int[][] matrix2 = new int[n - 1][n - 1];
        int result = 0;
        for (int i = 0; i < n; i++) {            // 去除第0行第i列
            for (int j = 0; j < n-1; j++) {      
                for (int p = 0; p < i; p++) {    // 上移一行
                    matrix2[j][p] = matrix[j + 1][p];
                }
                for (int q = i + 1; q < n; q++) { //右下往左上移
                    matrix2[j][q - 1] = matrix[j + 1][q];
                }
            }
            result = result + (int) Math.pow(-1, i + 1) * matrix[0][i]  
                    * Det(n - 1, matrix2);
        }
        return result;
    }
    
    /*转置矩阵*/
    public static int[][] tranMatrix(int n,int[][] matrix){
        for(int i=0;i<n;i++)
            for(int j=i+1;j<n;j++){
                int tmp=matrix[i][j];
                matrix[i][j]=matrix[j][i];
                matrix[j][i]=tmp;
            }
        return matrix;
    }
    
    /*代数余子式*/
    public static int getAdjunct(int n,int[][] matrix,int r,int c){
        int[][] matrix2 = new int[n - 1][n - 1];
        int result=0;
        for(int i=0;i<r;i++){                //上半部分
            for(int j=0;j<c;j++) {
                matrix2[i][j]=matrix[i][j];
            }
            for(int j=c;j<n-1;j++){
                matrix2[i][j]=matrix[i][j+1];
            }
        }
        for (int i = r; i < n-1; i++) {      //下半部分
            for (int p = 0; p < c; p++) {    
                matrix2[i][p] = matrix[i + 1][p];
            }
            for (int q = c + 1; q < n; q++) { 
                matrix2[i][q - 1] = matrix[i + 1][q];
            }
        }
        result=Det(n-1, matrix2);                 //对matrix2求n-1阶行列式
        if((r+c)%2==1) result=-result;
        return result;
    }
    
    /*
     * 矩阵的逆
     * 
*/
    public static int[][] ReverseMatrix(int n,int[][] matrix){
        int[][] matrix2=new int[n][n];
        for(int i=0;i<n;i++)
            for(int j=0;j<n;j++)
                matrix2[i][j]=matrix[i][j];
        
        int det=Det(n, matrix);
        NumberTheory.extended_gcd(det, modular);
        int inverse=NumberTheory.x;       //乘法逆元
        while(inverse<0)
            inverse+=26;
        for (int i = 0; i < n; i++) {            
            for (int j = 0; j < n; j++) {      
               matrix2[i][j]=(inverse*getAdjunct(n, matrix, j, i))%modular;
               while(matrix2[i][j]<0){
                   matrix2[i][j]+=modular;
               }
            }
        }
        return matrix2;
    }
    private static int modular=26;
}

class NumberTheory {
    public static int extended_gcd(int a, int b) {
        int ret, tmp;
        if (b == 0) {
            x = 1;
            y = 0;
            return a;
        }
        ret = extended_gcd(b, a % b);
        tmp = x;
        x = y;
        y = tmp - a / b * y;
        return ret;
    }
    public static int x,y;
    public final static int modular=26;
}

没有用泛型，不过都测试过了~  

涉及到数论中的内容请参考：扩展的欧几里得&中国剩余定理

PS：网络外风景独好，远离电脑，^_^愚人节快乐!