Python-移位密码仿射变换解密

Posted 2021-07-20 小狐狸FM

文章目录

• 前言
• 一、移位密码
• 二、仿射变换
• 三、全部代码

前言

这个代码是很久之前的，已经忘记具体的思路了，你可以结合此文章来了解两个加密方式的内容。
前两个步骤是对应加密方式的函数，第三个步骤是整合。

一、移位密码

def yiwei(string,number):
    '''
    将字符串的每个字母，向右移动指定的位数，并返回移动后的字符串
    如：A 向右移动3位，返回值为D
    string为字符串，number为整型
    A的ASCII码为65
    '''
    new_string = ""
    string = string.upper()  #转换为大写
    for i in string:        #移位操作
        #转换为ascii码后，经过移位变为新的ascii，再转换回字母
        new_string += chr((ord(i)-65+number)%26+65) 
    return new_string
##print(yiwei('AAA',3)) #测试函数正确性

def yiwei_decode(c):
    '''移位密码解密，并打印解密的结果'''
    for i in range(1,27): #穷尽密钥搜索，遍历范围[1,26]
        print(yiwei(c,i))
    print("解密结束")
##yiwei_decode("A") #测试函数正确性

二、仿射变换

def fangshe_key(m,c):
    '''
    通过已知的两对明文密文，求解得到两个密钥
    m为明文,c为密文
    [A-Z]转换为数字为[0-25]
    '''
    #大写
    m = m.upper()
    c = c.upper()
    #切片
    m1 = m[:1:]     #明文的第一个字母
    m2 = m[-1::]    #明文的最后一个字母
    c1 = c[:1:]     #密文的第一个字母
    c2 = c[-1::]    #密文的最后一个字母
##    print(m1,m2)
##    print(c1,c2)
    #转换为整数
    m1 = ord(m1)-65
    m2 = ord(m2)-65
    c1 = ord(c1)-65
    c2 = ord(c2)-65
##    print(m1,m2)
##    print(c1,c2)
    #穷举法
    for i in range(0,26):
        for j in range(0,26):
            if (m1*i+j)%26==c1 and (m2*i+j)%26==c2: #同时满足加密算法时
                return i,j
    return False
##print(fangshe_key("IF","ED")) #测试函数正确性

def fangshe_reverse(x,y):
    '''
    计算乘法逆元,求解x^-1(%y)的乘法逆元,并返回对应值
    '''
    i = 0
    while True:
        if x*i%26==1: #符合乘法逆元条件时
            return i
        i += 1
##print(fangshe_reverse(9,26)) #测试函数正确性

def fangshe_decode(c,a,b):
    '''
    仿射变换解密，并打印解密的结果
    c为密文，a和b为密钥
    0<=a,b<=25，且满足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() #大写转换
    for i in c: #逐个字母解密
        new_i = ord(i)-65 #转换成数字
        new_i = (fangshe_reverse(a,26)*(new_i - b))%26 #解密
        new_string += chr(new_i + 65) #转换回大写字母
    print(new_string)
    print("解密结束")
##fangshe_decode("ED",9,10) #测试函数正确性

三、全部代码

移位密码

仿射变换

# coding=utf-8
# 作者：小狐狸FM
# 题目：古典密码
def menu():
    '''
    菜单界面
    '''
    print("-----------------------")
    print("|    0. 退出          |")
    print("|    1. 移位密码解密  |")
    print("|    2. 仿射变换解密  |")
    print("-----------------------")
##menu() #测试函数

def yiwei(string,number):
    '''
    将字符串的每个字母，向右移动指定的位数，并返回移动后的字符串
    如：A 向右移动3位，返回值为D
    string为字符串，number为整型
    A的ASCII码为65
    '''
    new_string = ""
    string = string.upper()  #转换为大写
    for i in string:        #移位操作
        #转换为ascii码后，经过移位变为新的ascii，再转换回字母
        new_string += chr((ord(i)-65+number)%26+65) 
    return new_string
##print(yiwei('AAA',3)) #测试函数正确性

def yiwei_decode(c):
    '''移位密码解密，并打印解密的结果'''
    for i in range(1,27): #穷尽密钥搜索，遍历范围[1,26]
        print(yiwei(c,i))
    print("解密结束")
##yiwei_decode("A") #测试函数正确性

def fangshe_key(m,c):
    '''
    通过已知的两对明文密文，求解得到两个密钥
    m为明文,c为密文
    [A-Z]转换为数字为[0-25]
    '''
    #大写
    m = m.upper()
    c = c.upper()
    #切片
    m1 = m[:1:]     #明文的第一个字母
    m2 = m[-1::]    #明文的最后一个字母
    c1 = c[:1:]     #密文的第一个字母
    c2 = c[-1::]    #密文的最后一个字母
##    print(m1,m2)
##    print(c1,c2)
    #转换为整数
    m1 = ord(m1)-65
    m2 = ord(m2)-65
    c1 = ord(c1)-65
    c2 = ord(c2)-65
##    print(m1,m2)
##    print(c1,c2)
    #穷举法
    for i in range(0,26):
        for j in range(0,26):
            if (m1*i+j)%26==c1 and (m2*i+j)%26==c2: #同时满足加密算法时
                return i,j
    return False
##print(fangshe_key("IF","ED")) #测试函数正确性

def fangshe_reverse(x,y):
    '''
    计算乘法逆元,求解x^-1(%y)的乘法逆元,并返回对应值
    '''
    i = 0
    while True:
        if x*i%26==1: #符合乘法逆元条件时
            return i
        i += 1
##print(fangshe_reverse(9,26)) #测试函数正确性

def fangshe_decode(c,a,b):
    '''
    仿射变换解密，并打印解密的结果
    c为密文，a和b为密钥
    0<=a,b<=25，且满足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() #大写转换
    for i in c: #逐个字母解密
        new_i = ord(i)-65 #转换成数字
        new_i = (fangshe_reverse(a,26)*(new_i - b))%26 #解密
        new_string += chr(new_i + 65) #转换回大写字母
    print(new_string)
    print("解密结束")
##fangshe_decode("ED",9,10) #测试函数正确性
    

if __name__=='__main__':
    while True:
        menu()
        choose = int(input("请选择: "))
        if choose==1:   
            string = input("请输入密文: ")
            yiwei_decode(string)
        elif choose==2:            
            string = input("请输入密文: ")
            m = input("已知明文：")
            c = input("对应密文:")
            a,b = fangshe_key(m,c)
            fangshe_decode(string,a,b)
        else:
            break