Python 中的凱撒密碼

在本教程中，我們將探索一種稱為凱撒密碼的加密方法。它是密碼學的一部分。

介紹

在這種技術中，每個字符被一個字母代替，這個字母位於字母表的後面或前面。例如-字母 B 被向下的兩個位置代替。D 會變成 F，以此類推。這種方法是以流行的摩擦人物朱利葉斯·凱撒命名的，他用這種方法與官員交流。

有一個算法用來實現它。下面我們來了解一下。

凱撒密碼算法的特點

該算法由下面給出的幾個特徵組成。

• 這種技術應用加密非常簡單。
• 每個文本都被字母表中上下位置的固定數字所代替。
• 這是一種簡單的替代密碼。

需要一個整數值來定義每一個向下移動的文本。這個整數值也被稱為移位。

我們可以用模運算來表示這個概念，首先把字母變成數字，根據圖式，A = 0，B = 1，C = 2，D = 3……..Z = 25。

下面的數學公式可以用來移位n個字母。

如何解密？

解密和加密一樣。我們可以創建一個函數，在相反的路徑上完成轉換來解密原始文本。然而，我們可以在模下利用密碼的循環性質。

密碼(n) =去密碼(26-n)

同樣的功能可以用於解密。相反，我們將修改偏移值，使偏移= 26 – shift。

讓我們理解下面的例子-

示例-

def encypt_func(txt, s):
    result = ""

# transverse the plain txt
    for i in range(len(txt)):
        char = txt[i]
        # encypt_func uppercase characters in plain txt

        if (char.isupper()):
            result += chr((ord(char) + s - 64) % 26 + 65)
        # encypt_func lowercase characters in plain txt
        else:
            result += chr((ord(char) + s - 96) % 26 + 97)
    return result
# check the above function
txt = "CEASER CIPHER EXAMPLE"
s = 4

print("Plain txt : " + txt)
print("Shift pattern : " + str(s))
print("Cipher: " + encypt_func(txt, s))

輸出:

Plain txt : CEASER CIPHER EXAMPLE
Shift pattern : 4
Cipher: HJFXJWsHNUMJWsJCFRUQJ

上面的代碼一次遍歷一個字符。它根據文本的加密和解密過程，按照規則傳輸每個字符。

我們已經定義了生成密文幾組特定的位置。

凱撒密碼算法中的漏洞

我們可以用各種方法破解密文。其中一種方法是蠻力技術，包括嘗試每一個可能的解密密鑰。這項技術並不困難，也不需要太多努力。

讓我們理解下面的例子。

示例-

msg = 'rGMTLIVrHIQSGIEWIVGIEWIV' #encrypted msg
LETTERS = 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ'

for k in range(len(LETTERS)):
   transformation = ''
   for s in msg:
      if s in LETTERS:
         n = LETTERS.find(s)
         n = n - k
         if n < 0:
            n = n + len(LETTERS)
         transformation = transformation + LETTERS[n]

      else:
         transformation = transformation + s
print('Hacking k #%s: %s' % (k, transformation))

輸出:

Hacking k #25: rHNUMJWrIJRTHJFXJWHJFXJW

移位密碼

換位密碼算法是一種技術，其中明文中的字母順序被重新排列以形成密文。這個算法不支持實際的純文本字母。

讓我們用一個例子來理解這個算法。

示例-

我們將舉一個叫做柱狀換位密碼的簡單例子，在這個例子中，我們將痛苦文本中的每個字符以指定的字母寬度水平書寫。垂直書寫的文本是密碼，這創造了一個完全不同的密碼文本。

讓我們取一個純文本，應用如下所示的簡單柱狀換位技術。

我們將純文本水平放置，創建的密文垂直格式為: hotnejpt.lao.lvi. 要對此進行解密，接收方必須使用相同的表將密文解密為純文本。

代碼-

讓我們理解下面的例子。

def split_len(sequence, length):
   return [sequence[i:i + length] for i in range(0, len(sequence), length)]
def encode(k, plaintxt):
   order = {
      int(val): n for n, val in enumerate(k)
   }
ciphertext = ''

for index in sorted(order.ks()):
   for part in split_len(plaintxt, len(k)):
      try:ciphertext += part[order[index]]
    except IndexError:
            continue
   return ciphertext
print(encode('3214', 'HELLO'))

解釋-

在上面的代碼中，我們創建了一個名為 split_len()，的函數，該函數以列或行的格式拆分疼痛文本字符。

encode() 方法用指定列數的密鑰創建了密文，我們通過通讀每一列打印了每一個密文。

注意——換位技術意味着加密安全性的重大改進。密碼分析者觀察到，使用相同的換位密碼對密文進行重新加密顯示出更好的安全性。