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问道

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python全项目实战系列(十二):加密与解密小程序

问道
2022-08-01 / 0 评论 / 0 点赞 / 167 阅读 / 2,637 字 / 正在检测是否收录...
温馨提示:
本文最后更新于 2022-08-01,若内容或图片失效,请留言反馈。部分素材来自网络,若不小心影响到您的利益,请联系我们删除。

本系列旨在通过一系列由浅入深的python实战代码或项目,使普通人也能感受到编程的乐趣,编程能够在平时的工作生活上有所帮助。欢迎查看系列的开篇词和前面文章。

概述

密码学(Cryptology)是一种用来混淆的技术,它希望将正常的、可识别的信息转变为无法识别的信息。

很长一段历史时期, 密码学的核心是加密体制, 在此阶段, 研究信息的保密和复原保密信息以获取其真实内容的学科称为密码学 (cryptology).

它包括

密码编码学(cryptography) 研究对信息进行编码, 实现隐蔽信息的一门学科.

密码分析学(cryptanalysis) 研究复原保密信息或求解加密算法与密钥的学科.

在邮政系统和信息的电气化传输发展以前, 通信主要由秘密信使来完成. 然而信使有被抓获和叛变的可能, 所以, 人们希望他们的通信不能为那些没有获得他们所提供的特殊的解密信息的敌人所理解. 达到这一目的的技术就构成了密码编码学.

因此, 密码编码学是一门使传递的信息只为预定的接收者所理解而不向他人泄露的学科. 这里所说的信息包括文字、语音、图像和数据等一切可用于人们进行思想交流的工具.

密码的出现迫使人们使用这样或那样的方法去揭示使用了密码技术的保密通信的秘密. 当然, 这一过程是在缺乏隐蔽此消息的密码技术的任何细节知识的情况下进行的. 达到这一目的的过程就构成了密码分析学, 有时也称为破译或攻击. 因此, 密码分析学是研究如何获得使用了密码技术的保密通信的真实内容的一门学科. 密码方法的使用和研究起源颇早.

凯撒密码

本文将使用python来实现凯撒密码的加密和解密过程。

凯撒密码是一种最简单且最广为人知的加密技术。它是一种替换加密的技术,明文中的所有字母都在字母表上向后(或向前)按照一个固定数目进行偏移后被替换成密文。例如,当偏移量是3的时候,所有的字母A将被替换成D,B变成E,以此类推。这个加密方法是以罗马共和时期恺撒的名字命名的,当年恺撒曾用此方法与其将军们进行联系。

代码实现过程

"""
凯撒密码通过将字母移动一个来加密字母
凯撒密码通过将字母替换为密钥编号来加密字母。例如,密钥为 2 表示字母 A 被加密为 C,
字母 B 被加密为 D,等等Caesar cipher 通过将字母替换为密钥编号来加密字母。
例如,密钥为 2 表示字母 A 被加密为 C,字母 B 被加密为 D,等等
"""


# 可以加密/解密的每个可能的符号:
# 您也可以添加数字和标点符号来加密这些符号.
SYMBOLS = 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ'

print('凯撒密码通过将字母的移动来加密/解密字母')

# 让用户在加密或解密时输入:
while True:  # 一直询问直到用户输入 e 或 d.
    print('你想要 加密(e)ncrypt 还是 解密(d)ecrypt?')
    response = input('> ').lower()
    if response.startswith('e'):
        mode = 'encrypt'
        break
    elif response.startswith('d'):
        mode = 'decrypt'
        break
    print('请输入字母 e 或 d.')

# 让用户输入要使用的密钥:
while True:  # 一直询问,直到用户输入有效的密钥.
    maxKey = len(SYMBOLS) - 1
    print('请输入要使用的密钥(0到{})'.format(maxKey))
    response = input('> ').upper()
    if not response.isdecimal():
        continue

    if 0 <= int(response) < len(SYMBOLS):
        key = int(response)
        break

# 让用户输入消息进行加密/解密:
print('输入消息到{}.'.format(mode))
message = input('> ')

# 凯撒密码只适用于大写字母:
message = message.upper()

# 存储消息的加密/解密形式:
translated = ''

# 加密/解密消息中的每个符号:
for symbol in message:
    if symbol in SYMBOLS:
        # 获取该符号的加密(或解密)数字.
        num = SYMBOLS.find(symbol)  # 获取符号的编号.
        if mode == 'encrypt':
            num = num + key
        elif mode == 'decrypt':
            num = num - key

        # 如果 num 大于 SYMBOLS 的长度或小于 0,则处理回绕:
        if num >= len(SYMBOLS):
            num = num - len(SYMBOLS)
        elif num < 0:
            num = num + len(SYMBOLS)

        # 添加加密/解密数字的符号来翻译:
        translated = translated + SYMBOLS[num]
    else:
        # 只需添加符号而不加密/解密
        translated = translated + symbol

# 在屏幕上显示加密/解密的字符串:
print("加密或解密的结果如下:")
print(translated)


加密测试,将The Caesar cipher is a shift cipher that uses addition and subtraction进行偏移量为3的加密

凯撒密码通过将字母移动一个来加密字母
你想要 加密(e)ncrypt 还是 解密(d)ecrypt?
> e
请输入要使用的密钥(0到25)
> 3
输入消息到encrypt.
> The Caesar cipher is a shift cipher that uses addition and subtraction
WKH FDHVDU FLSKHU LV D VKLIW FLSKHU WKDW XVHV DGGLWLRQ DQG VXEWUDFWLRQ
完整的 encrypted 文本复制到剪贴板。

解密测试,将上文加密的密文解密为正常文字

凯撒密码通过将字母移动一个来加密字母
你想要 加密(e)ncrypt 还是 解密(d)ecrypt?
> d
请输入要使用的密钥(0到25)
> 3
输入消息到decrypt.
> WKH FDHVDU FLSKHU LV D VKLIW FLSKHU WKDW XVHV DGGLWLRQ DQG VXEWUDFWLRQ
THE CAESAR CIPHER IS A SHIFT CIPHER THAT USES ADDITION AND SUBTRACTION
完整的 decrypted 文本复制到剪贴板。
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