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php魔方加密实现

2026-01-30 06:16:21PHP

PHP 魔方加密实现方法

魔方加密（Rubik's Cube Encryption）是一种基于魔方旋转原理的加密算法，通过模拟魔方的旋转操作对数据进行混淆。以下是PHP实现魔方加密的核心思路和代码示例。

php魔方加密实现

魔方加密核心逻辑

定义一个3x3x3的魔方结构，每个面用二维数组表示。加密过程通过模拟魔方旋转操作（如顺时针、逆时针旋转）打乱数据，解密时反向旋转还原。

php魔方加密实现

class RubikCubeEncryption {
    private $cube;

    public function __construct() {
        $this->initializeCube();
    }

    private function initializeCube() {
        // 初始化3x3x3魔方，每个面用数字或字符填充
        $this->cube = [
            'front'  => [['A','B','C'], ['D','E','F'], ['G','H','I']],
            'back'   => [['J','K','L'], ['M','N','O'], ['P','Q','R']],
            'left'   => [['S','T','U'], ['V','W','X'], ['Y','Z','0']],
            'right'  => [['1','2','3'], ['4','5','6'], ['7','8','9']],
            'top'    => [['a','b','c'], ['d','e','f'], ['g','h','i']],
            'bottom' => [['j','k','l'], ['m','n','o'], ['p','q','r']]
        ];
    }
}

加密方法实现

通过旋转魔方的一个面来混淆数据。以下示例展示顺时针旋转前面（front）的操作：

public function rotateFrontClockwise() {
    $front = $this->cube['front'];
    // 旋转前面
    $rotated = [
        [$front[2][0], $front[1][0], $front[0][0]],
        [$front[2][1], $front[1][1], $front[0][1]],
        [$front[2][2], $front[1][2], $front[0][2]]
    ];
    $this->cube['front'] = $rotated;

    // 更新相邻面（示例仅处理右侧影响）
    $top = $this->cube['top'];
    $right = $this->cube['right'];
    $bottom = $this->cube['bottom'];
    $left = $this->cube['left'];

    $temp = array_column($top, 2);
    for ($i = 0; $i < 3; $i++) {
        $top[2 - $i][2] = $left[$i][2];
        $left[$i][2] = $bottom[$i][0];
        $bottom[$i][0] = $right[2 - $i][0];
        $right[2 - $i][0] = $temp[$i];
    }
    $this->cube['top'] = $top;
    $this->cube['right'] = $right;
    $this->cube['bottom'] = $bottom;
    $this->cube['left'] = $left;
}

完整加密流程

数据填充：将待加密字符串填充到魔方中（按面、行、列顺序）。
旋转操作：根据密钥决定旋转的面和方向（如密钥"F2"表示前面旋转180度）。
输出密文：按特定顺序读取魔方状态作为密文。

public function encrypt($plaintext, $key) {
    $this->fillCube($plaintext);
    $moves = explode(' ', $key);
    foreach ($moves as $move) {
        $this->applyMove($move);
    }
    return $this->readCube();
}

private function applyMove($move) {
    $face = strtolower(substr($move, 0, 1));
    $direction = substr($move, 1);
    switch ($face) {
        case 'f':
            ($direction === "'") ? $this->rotateFrontCounterClockwise() : $this->rotateFrontClockwise();
            break;
        // 其他面旋转实现类似
    }
}

解密方法实现

解密需逆向执行加密时的旋转操作。例如密钥"F"加密，则解密时使用"F'"（逆时针旋转前面）。

public function decrypt($ciphertext, $key) {
    $this->fillCube($ciphertext);
    $moves = array_reverse(explode(' ', $key));
    foreach ($moves as $move) {
        $this->applyInverseMove($move);
    }
    return $this->readCube();
}

private function applyInverseMove($move) {
    $face = strtolower(substr($move, 0, 1));
    $direction = substr($move, 1);
    // 反向旋转（如F变为F'）
    $inverse = ($direction === "'") ? '' : "'";
    $this->applyMove($face . $inverse);
}