Lab_4 (Sem_2)

import java.math.BigInteger;
import java.util.*;

public class RSA {
    //в - 17

    private static final int p = 173;
    private static final int q = 313;

    private static final BigInteger n = new BigInteger(String.valueOf(p * q));

    public static Map<Character, String> alphabitToNumber = new HashMap<>(); //мапа -  ключи: буквы алфавита, значение: число
    public static Map<String, Character> numberToAlphabit = new HashMap<>(); //мапа -  ключи: число, значение: буквы алфавита

    public static List<String> listIntegers = new ArrayList<>(); // в этом листе будет строка преобразованная из букв алфавита в числа
    public static List<BigInteger> listNumberLessN = new ArrayList<>(); // лист чисел < n
    public static List<BigInteger> listDecode = new ArrayList<>(); // лист зашифрованных чисел
    public static List<BigInteger> listEncode = new ArrayList<>(); // лист расшифрованных чисел


    public static int evclidAlg(int a, int b) {
        while (b != 0) {
            int tmp = a % b;
            a = b;
            b = tmp;
        }
        return a;
    }


    public static String strToIntegerArray(String string){

        alphabitToNumber.put('А', "10");
        alphabitToNumber.put('Б', "11");
        alphabitToNumber.put('В', "12");
        alphabitToNumber.put('Г', "13");
        alphabitToNumber.put('Д', "14");
        alphabitToNumber.put('Е', "15");
        alphabitToNumber.put('Ж', "16");
        alphabitToNumber.put('З', "17");
        alphabitToNumber.put('И', "18");
        alphabitToNumber.put('Й', "19");
        alphabitToNumber.put('К', "20");
        alphabitToNumber.put('Л', "21");
        alphabitToNumber.put('М', "22");
        alphabitToNumber.put('Н', "23");
        alphabitToNumber.put('О', "24");
        alphabitToNumber.put('П', "25");
        alphabitToNumber.put('Р', "26");
        alphabitToNumber.put('С', "27");
        alphabitToNumber.put('Т', "28");
        alphabitToNumber.put('У', "29");
        alphabitToNumber.put('Ф', "30");
        alphabitToNumber.put('Х', "31");
        alphabitToNumber.put('Ц', "32");
        alphabitToNumber.put('Ч', "33");
        alphabitToNumber.put('Ш', "34");
        alphabitToNumber.put('Щ', "35");
        alphabitToNumber.put('Ъ', "36");
        alphabitToNumber.put('Ы', "37");
        alphabitToNumber.put('Ь', "38");
        alphabitToNumber.put('Э', "39");
        alphabitToNumber.put('Ю', "40");
        alphabitToNumber.put('Я', "41");
        alphabitToNumber.put(' ', "99");

        char[] chars = string.toCharArray();
        for (char aChar : chars) {
            for (Character key : alphabitToNumber.keySet()) {
                if (aChar == key) { // сравниваем с ключами если равны кидаем в лист
                    listIntegers.add(alphabitToNumber.get(key));
                }
            }
        }

        String[] strings = listIntegers.toArray(new String[0]);
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        for (String value : strings
             ) {
            stringBuilder.append(value); // соединяем все в одну строку
        }

        return stringBuilder.toString();
    }

    public static List<BigInteger> Decode(String string, int e){
        char[] chars = string.toCharArray();
        int count = 0;
        for (int i = 0; i < chars.length; i++) {
            if (count < (p * q)) { // сравниваем число с n (p * q)  если меньше n прибавляем следущее
                count = (count * 10) + (chars[i] - '0');
                if (i == string.length() - 1) {
                    if (count % 10 == 0){
                        listNumberLessN.add(BigInteger.valueOf(count/10));
                    }
                    else
                        listNumberLessN.add(BigInteger.valueOf(count)); // кидаем в лист
                }
            }

            else{ //если больше, равно n кидаем в лист
                listNumberLessN.add(BigInteger.valueOf(count / 10));
                count = ((chars[i-1]-'0') * 10) + (chars[i] -'0');

//                if (count == 0){
//                    listNumberLessN.add(BigInteger.valueOf(count));
//                }
                if (i == string.length() - 1) {
                    if (count % 10 == 0){
                        listNumberLessN.add(BigInteger.valueOf(count/10));
                    }
                    else
                        listNumberLessN.add(BigInteger.valueOf(count)); // кидаем в лист
                }
            }
        }
        // кодируем наш лист и записываем в новый
        for (BigInteger integer: listNumberLessN
        ) {
            listDecode.add(integer.pow(e).mod(n));
        }
        System.out.println(listDecode);
        return listDecode;
    }

    public static String Encode(List<BigInteger> decode, int e){
        numberToAlphabit.put("10", 'А');
        numberToAlphabit.put("11", 'Б');
        numberToAlphabit.put("12", 'В');
        numberToAlphabit.put("13", 'Г');
        numberToAlphabit.put("14", 'Д');
        numberToAlphabit.put("15", 'Е');
        numberToAlphabit.put("16", 'Ж');
        numberToAlphabit.put("17", 'З');
        numberToAlphabit.put("18", 'И');
        numberToAlphabit.put("19", 'Й');
        numberToAlphabit.put("20", 'К');
        numberToAlphabit.put("21", 'Л');
        numberToAlphabit.put("22", 'М');
        numberToAlphabit.put("23", 'Н');
        numberToAlphabit.put("24", 'О');
        numberToAlphabit.put("25", 'П');
        numberToAlphabit.put("26", 'Р');
        numberToAlphabit.put("27", 'С');
        numberToAlphabit.put("28", 'Т');
        numberToAlphabit.put("29", 'У');
        numberToAlphabit.put("30", 'Ф');
        numberToAlphabit.put("31", 'Х');
        numberToAlphabit.put("32", 'Ц');
        numberToAlphabit.put("33", 'Ч');
        numberToAlphabit.put("34", 'Ш');
        numberToAlphabit.put("35", 'Щ');
        numberToAlphabit.put("36", 'Ъ');
        numberToAlphabit.put("37", 'Ы');
        numberToAlphabit.put("38", 'Ь');
        numberToAlphabit.put("39", 'Э');
        numberToAlphabit.put("40", 'Ю');
        numberToAlphabit.put("41", 'Я');
        numberToAlphabit.put("99", ' ');

        // декодируем лист
        for (BigInteger integer: decode
             ) {
            listEncode.add(integer.pow(e).mod(n));
        }
        System.out.println(listEncode);

        // все эти операции для того чтобы привести лист к строчке))
        BigInteger[] itemsArray = new BigInteger[listEncode.size()];
        itemsArray = listEncode.toArray(itemsArray);

        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        for (BigInteger value : itemsArray
        ) {
            stringBuilder.append(value);
        }

        String[] strings2Number = CutStringIntoBlocksEncode(stringBuilder.toString());
        StringBuilder stringBuilderDecode = new StringBuilder();

        for (String aStr : strings2Number) {
            for (String key : numberToAlphabit.keySet()) {
                if (aStr.equals(key)) {
                    stringBuilderDecode.append(numberToAlphabit.get(aStr));
                }
            }
        }
        return stringBuilderDecode.toString();
    }

    private static String[] CutStringIntoBlocksEncode(String input) {

        String[] Blocks = new String[(input.length())/2];
        int lengthOfBlock = input.length() / Blocks.length;

        for (int i = 0; i < Blocks.length; i++) {

            Blocks[i] = input.substring(i * lengthOfBlock, lengthOfBlock * (i + 1));

        }
        return Blocks;
    }

    public static void printBigIntegerList(List<BigInteger> DecodeList){
        BigInteger[] itemsArray = new BigInteger[DecodeList.size()];
        itemsArray = DecodeList.toArray(itemsArray);

        for (BigInteger bigInt: itemsArray
        ) {
            System.out.print(bigInt);
        }
        System.out.println("\n");
    }

    private static int getE(int pq){
        int e;
        for (e = 2; e < pq; e++) {

            if (evclidAlg(e, pq) == 1) {
                break;
            }
        }
        return e;
    }

    private static int getD(int e, int pq){
        int d = 0;
        for (int i = 0; i <= 9; i++) {
            int x = 1 + (i * pq);

            if (x % e == 0) {
                d = x / e;
                break;
            }
        }
        return d;
    }

    public static void main(String[] args) {

        int e = getE((p-1) * (q-1)); // получили e
        int d = getD(e,(p-1) * (q-1)); // получили d

        System.out.println("e: "+ e);
        System.out.println("d: "+ d);
        System.out.println("n: "+ n);

        String string = "ДОБРЫЙ ВЕЧЕР АНТОН";
        // удаляем все последовательности букв, длиньше двух (таких в русском языке нет)
        string = string.replaceAll("([А-Я])\\1{2,}", "$1$1");
        System.out.println("String: " + string);

        String strToIntegerArray = strToIntegerArray(string);
        System.out.println("String in numbers: " + strToIntegerArray);
        System.out.println("\n");

        System.out.println("Decode: ");
        List<BigInteger> DecodeList = Decode(strToIntegerArray, e);
        printBigIntegerList(DecodeList);

        System.out.println("Encode: ");
        String EncodeStr = Encode(DecodeList, d);
        System.out.println(EncodeStr);
    }
}