Python中移位密碼、仿射變換解密的示例分析

這篇文章給大家分享的是有關Python中移位密碼、仿射變換解密的示例分析的內容。小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，一起跟隨小編過來看看吧。

一、移位密碼

def yiwei(string,number):
    '''
    將字符串的每個字母，向右移動指定的位數，并返回移動后的字符串
    如：A 向右移動3位，返回值為D
    string為字符串，number為整型
    A的ASCII碼為65
    '''
    new_string = ""
    string = string.upper()  #轉換為大寫
    for i in string:        #移位操作
        #轉換為ascii碼后，經過移位變?yōu)樾碌腶scii，再轉換回字母
        new_string += chr((ord(i)-65+number)%26+65) 
    return new_string
##print(yiwei('AAA',3)) #測試函數正確性

def yiwei_decode(c):
    '''移位密碼解密，并打印解密的結果'''
    for i in range(1,27): #窮盡密鑰搜索，遍歷范圍[1,26]
        print(yiwei(c,i))
    print("解密結束")
##yiwei_decode("A") #測試函數正確性

二、仿射變換

def fangshe_key(m,c):
    '''
    通過已知的兩對明文密文，求解得到兩個密鑰
    m為明文,c為密文
    [A-Z]轉換為數字為[0-25]
    '''
    #大寫
    m = m.upper()
    c = c.upper()
    #切片
    m1 = m[:1:]     #明文的第一個字母
    m2 = m[-1::]    #明文的最后一個字母
    c1 = c[:1:]     #密文的第一個字母
    c2 = c[-1::]    #密文的最后一個字母
##    print(m1,m2)
##    print(c1,c2)
    #轉換為整數
    m1 = ord(m1)-65
    m2 = ord(m2)-65
    c1 = ord(c1)-65
    c2 = ord(c2)-65
##    print(m1,m2)
##    print(c1,c2)
    #窮舉法
    for i in range(0,26):
        for j in range(0,26):
            if (m1*i+j)%26==c1 and (m2*i+j)%26==c2: #同時滿足加密算法時
                return i,j
    return False
##print(fangshe_key("IF","ED")) #測試函數正確性

def fangshe_reverse(x,y):
    '''
    計算乘法逆元,求解x^-1(%y)的乘法逆元,并返回對應值
    '''
    i = 0
    while True:
        if x*i%26==1: #符合乘法逆元條件時
            return i
        i += 1
##print(fangshe_reverse(9,26)) #測試函數正確性

def fangshe_decode(c,a,b):
    '''
    仿射變換解密，并打印解密的結果
    c為密文，a和b為密鑰
    0<=a,b<=25，且滿足gcd(a,26)=1，a^-1表示a的逆元
    加密公式：c = a*m + b%26
    解密公式：m = (a^-1)*(c-b)%26
    '''
    new_string = ''
    c = c.upper() #大寫轉換
    for i in c: #逐個字母解密
        new_i = ord(i)-65 #轉換成數字
        new_i = (fangshe_reverse(a,26)*(new_i - b))%26 #解密
        new_string += chr(new_i + 65) #轉換回大寫字母
    print(new_string)
    print("解密結束")
##fangshe_decode("ED",9,10) #測試函數正確性

三、全部代碼

移位密碼

仿射變換

# coding=utf-8
# 作者：小狐貍FM
# 題目：古典密碼
def menu():
    '''
    菜單界面
    '''
    print("-----------------------")
    print("|    0. 退出          |")
    print("|    1. 移位密碼解密  |")
    print("|    2. 仿射變換解密  |")
    print("-----------------------")
##menu() #測試函數

def yiwei(string,number):
    '''
    將字符串的每個字母，向右移動指定的位數，并返回移動后的字符串
    如：A 向右移動3位，返回值為D
    string為字符串，number為整型
    A的ASCII碼為65
    '''
    new_string = ""
    string = string.upper()  #轉換為大寫
    for i in string:        #移位操作
        #轉換為ascii碼后，經過移位變?yōu)樾碌腶scii，再轉換回字母
        new_string += chr((ord(i)-65+number)%26+65) 
    return new_string
##print(yiwei('AAA',3)) #測試函數正確性

def yiwei_decode(c):
    '''移位密碼解密，并打印解密的結果'''
    for i in range(1,27): #窮盡密鑰搜索，遍歷范圍[1,26]
        print(yiwei(c,i))
    print("解密結束")
##yiwei_decode("A") #測試函數正確性

def fangshe_key(m,c):
    '''
    通過已知的兩對明文密文，求解得到兩個密鑰
    m為明文,c為密文
    [A-Z]轉換為數字為[0-25]
    '''
    #大寫
    m = m.upper()
    c = c.upper()
    #切片
    m1 = m[:1:]     #明文的第一個字母
    m2 = m[-1::]    #明文的最后一個字母
    c1 = c[:1:]     #密文的第一個字母
    c2 = c[-1::]    #密文的最后一個字母
##    print(m1,m2)
##    print(c1,c2)
    #轉換為整數
    m1 = ord(m1)-65
    m2 = ord(m2)-65
    c1 = ord(c1)-65
    c2 = ord(c2)-65
##    print(m1,m2)
##    print(c1,c2)
    #窮舉法
    for i in range(0,26):
        for j in range(0,26):
            if (m1*i+j)%26==c1 and (m2*i+j)%26==c2: #同時滿足加密算法時
                return i,j
    return False
##print(fangshe_key("IF","ED")) #測試函數正確性

def fangshe_reverse(x,y):
    '''
    計算乘法逆元,求解x^-1(%y)的乘法逆元,并返回對應值
    '''
    i = 0
    while True:
        if x*i%26==1: #符合乘法逆元條件時
            return i
        i += 1
##print(fangshe_reverse(9,26)) #測試函數正確性

def fangshe_decode(c,a,b):
    '''
    仿射變換解密，并打印解密的結果
    c為密文，a和b為密鑰
    0<=a,b<=25，且滿足gcd(a,26)=1，a^-1表示a的逆元
    加密公式：c = a*m + b%26
    解密公式：m = (a^-1)*(c-b)%26
    '''
    new_string = ''
    c = c.upper() #大寫轉換
    for i in c: #逐個字母解密
        new_i = ord(i)-65 #轉換成數字
        new_i = (fangshe_reverse(a,26)*(new_i - b))%26 #解密
        new_string += chr(new_i + 65) #轉換回大寫字母
    print(new_string)
    print("解密結束")
##fangshe_decode("ED",9,10) #測試函數正確性
    

if __name__=='__main__':
    while True:
        menu()
        choose = int(input("請選擇: "))
        if choose==1:   
            string = input("請輸入密文: ")
            yiwei_decode(string)
        elif choose==2:            
            string = input("請輸入密文: ")
            m = input("已知明文：")
            c = input("對應密文:")
            a,b = fangshe_key(m,c)
            fangshe_decode(string,a,b)
        else:
            break

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