使用Python編寫凱撒密碼

一、凱撒密碼是什麼?

凱撒密碼是一種非常古老的加密方法，最初由古羅馬的凱撒大帝使用。凱撒大帝將紙條捲起後，按照字母表順序向後移動一定的位數，然後再寫下加密後的字母，這樣其他人就無法直接讀取他的信息。

而在今天，作為一種經典的加密算法，凱撒密碼仍然被廣泛應用於密碼學領域，本文將使用Python編寫一個凱撒密碼的加密器和解密器。

二、凱撒密碼的加密和解密原理：

加密：將每個字母都向後移動k位，其中k為加密密鑰。

解密：反向操作，將每個字母都向前移動k位。

三、使用Python實現凱撒密碼的加密

def encryption(str,k):
    result = ""
    for i in range(len(str)):
        if str[i].isupper():
            result += chr((ord(str[i]) + k-65) % 26 + 65)
        else:
            result += chr((ord(str[i]) + k - 97) % 26 + 97)
    return result

代碼解釋：

1.定義加密函數encryption(str,k)，其中str為需要加密的字符串，k為加密密鑰。使用for循環計算每個字母加密後的ASCII碼。

2.使用ord函數獲取每個字母的ASCII碼，isupper函數判斷字母是否為大寫字母，如果是，則減去65後進行移位加密；如果是小寫字母，則減去97後進行移位加密，最後使用chr將ASCII碼轉換為字母。

3.將加密後的每個字母拼接到result字符串中，並返回result。

四、使用Python實現凱撒密碼的解密

def decryption(str,k):
    result = ""
    for i in range(len(str)):
        if str[i].isupper():
            result += chr((ord(str[i]) - k - 65) % 26 + 65)
        else:
            result += chr((ord(str[i]) - k - 97) % 26 + 97)
    return result

代碼解釋：

1.定義解密函數decryption(str,k)，其中str為需要解密的字符串，k為解密密鑰。使用for循環計算每個字母解密後的ASCII碼。

2.使用ord函數獲取每個字母的ASCII碼，isupper函數判斷字母是否為大寫字母，如果是，則減去65後進行移位解密；如果是小寫字母，則減去97後進行移位解密，最後使用chr將ASCII碼轉換為字母。

3.將解密後的每個字母拼接到result字符串中，並返回result。

五、代碼示例

def encryption(str,k):
    result = ""
    for i in range(len(str)):
        if str[i].isupper():
            result += chr((ord(str[i]) + k-65) % 26 + 65)
        else:
            result += chr((ord(str[i]) + k - 97) % 26 + 97)
    return result

def decryption(str,k):
    result = ""
    for i in range(len(str)):
        if str[i].isupper():
            result += chr((ord(str[i]) - k - 65) % 26 + 65)
        else:
            result += chr((ord(str[i]) - k - 97) % 26 + 97)
    return result

if __name__ == '__main__':
    while True:
        choice = input("請選擇加密或解密：\na.加密\nb.解密\nc.退出\n")
        if choice == 'a':
            str = input("請輸入需要加密的字符串：")
            k = int(input("請輸入加密密鑰："))
            print("加密後的字符串為：", encryption(str,k))
        elif choice == 'b':
            str = input("請輸入需要解密的字符串：")
            k = int(input("請輸入解密密鑰："))
            print("解密後的字符串為：", decryption(str,k))
        elif choice == 'c':
            break

六、總結

本文通過介紹凱撒密碼的加密和解密原理，使用Python語言編寫了一個凱撒密碼的加密和解密程序。此程序可以幫助讀者更好地理解凱撒密碼的運作原理，同時也可以用於代碼編寫學習和實踐。

通過本文的學習，讀者可以更深入地了解到Python語言的基本語法和功能，同時也可以啟發讀者對密碼學和信息安全方面的更深入思考。