JAVAカスタム暗号化アルゴリズム(1)

###　1.基本知　　

1. ビットとバイトの関係
   • 1)ビットは、メモリ内の最小のストレージユニットであり、0または1のいずれかです.
   • 2)1バイト= 8ビット
   • 3)バイトはJavaで最小のストレージユニットです.
2. メモリ内のint型の格納方法(サンプル)：
   • Javaのint型の長さは32ビットです
   • 最上位ビットは符号ビットです.1は負の数を意味し、0は正の数を意味します.
   • したがって、Javaのint型の値の範囲は(- 2 ^ 31)〜(2 ^ 31)です.
   • 数値は2の補数の形でメモリに保存されます.
3. バイナリの基本的な知識
   • 元の数の場合、最上位ビットは符号ビットであり、残りのビットは数値の絶対値の2進数です.
   • シフト操作「>>」、右シフト.
   • ビット単位のANDで「&」を計算します.2つのビットが同時に1の場合、結果は1になり、それ以外の場合は0になります.

###　2.int型をbyte []型に変換する方法

1. 一致する長さのバイト配列を作成します
   • 1バイト= 8ビット
   • intの長さは32ビット、バイトの長さは8ビット
   • したがって、byte[4]はint型の値を格納できます
2. intをbyte[4]に格納します　　
   • 「>>」操作を使用して、バイトに格納する8ビットを最下位ビットに移動します.
   • 「&」演算を使用して、下位8桁以外の数値を0に変更します. (「&」サンプル)
   • 結果をバイト型に強力に変換します

3.コード

   public static byte[] intToByteArray(int i) {
       byte[] result = new byte[4];
       result[0] = (byte)((i >> 24) & 0xFF);
       result[1] = (byte)((i >> 16) & 0xFF);
       result[2] = (byte)((i >> 8) & 0xFF);
       result[3] = (byte)(i & 0xFF);
       return result;
   }

「& 0xFFの意味は何ですか？説明をご参照ください。」 (説明)

4.説明

1. $\color{#4285f4}{メモリ内のint型の例}$
   例：10進数の999
   対応するバイナリ値は：1111100111
   メモリ内のストレージ(2の補数は元の数と同じです)：
   00000000 00000000 00000011 11100111
   例として10進数の- 999
   元のコード：10000000 00000000 00000011 11100111
   2の補数：11111111 11111111 11111100 00011001
   メモリ内のストレージ：
   11111111 11111111 11111100 00011001

2. intをbyte [4]に格納する例
   「&」操作を使用して上位ビットを「0」に変更します
   00000000 00000000 00000011 11100111 & 0xFF =>
   00000000 00000000 00000000 11100111
   
   「& 0xFFの」$\color{#34a853}{説明：}$
   0xFFは16進数で、2進数に変換されます：11111111
   上記の計算は次と同等です.
   　00000000 00000000 00000000 11111111(0xFF)
   & 00000000 00000000 00000011 11100111 (999)
   　00000000 00000000 00000000 11100111
   「&」が同時に1の場合、結果は1になります.それ以外の場合、結果は0になります.下位8ビットの結果を変更せずに保持すると、残りのビットは0になります.
   「0000000000000000 00000000 11100111」をバイトに強制変換します.これは、下位8ビットをバイトに格納することと同じです.

1. 結果の確認
   byte [] bResult = intToByteArray(999);
   bResult [0] => 0($\color{#4285f4}{00000000}$ )
   bResult [1] => 0($\color{#4285f4}{00000000}$ )
   bResult [2] => 3($\color{#ea4335}{00000011}$ )
   bResult [3] => - 25($\color{#fbbc05}{11100111}$ )
   2の補数：$\color{#fbbc05}{11100111}$，対応する元の数：$\color{#34a853}{10011001}$
   $\color{#34a853}{10011001}$対応する10進数は：- 25、最上位の桁1は負の数を表します.
   byte [] bResult = intToByteArray(- 999);
   bResult [0] => - 1($\color{#4285f4}{11111111}$)
   bResult [1] => - 1($\color{#4285f4}{11111111}$)
   bResult [2] => - 4($\color{#ea4335}{11111100}$)
   bResult [3] => 25($\color{#fbbc05}{00011001}$)
   2の補数：$\color{#4285f4}{11111111}$対応する元の数は：$\color{#34a853}{10000001}$
   $\color{#34a853}{10000001}$対応する10進数：1、最上位の桁1は負の数を表します.
   2の補数：$\color{#ea4335}{11111100}$対応する元の数は：$\color{#34a853}{10000100}$
   10000100対応する10進数は：4、最上位の桁1は負の数を表します.
   2の補数：$\color{#fbbc05}{00011001}$対応する元の数は：$\color{#34a853}{00011001}$
   00011001対応する10進数は：25、最上位の桁0は正の数を表します.