凯撒密码介绍

凯撒密码是一种非常古老的加密方法，相传当年凯撒大地行军打仗时为了保证自己的命令不被敌军知道，就使用这种特殊的方法进行通信，以确保信息传递的安全。他的原理很简单，说到底就是字母于字母之间的替换。

实验目的

应用Python程序设计语言的相关知识，理解并实现凯撒密码加解密过程。

实验内容

任务1：运行import this, 观察代码运行结果；查看this.py源文件（可以在Python安装目录下的Lib文件夹下找到），分析它的原理。
任务2：实现凯撒密码加解密过程。

实验环境

Python 3.8

实验步骤

在实验的第一部分，观察import this的运行结果，分析原理；

在实验的第二部分，实现凯撒加解密过程。
实验代码及运行结果

1.import this

运行结果

原理分析

观察this.py文件：

可见，该段代码其实就是一个凯撒解密过程。c取元组中的两个值65和97，分别对应ASCII码中的'A'和'a'。以从65开始的循环为例，i从0到25， 每一次循环，d[chr(i+c)] = chr((i+13) % 26 + c)这句代码都在更新d列表中的键值对。从0开始到12，定义了从'A':'N'、'B':'O'一直到'Z':'M'这样一系列键值对。
由于对26取余，从i=13 开始，这个过程反转了过来，一直到i=25,定义了从'M':'Z'到'N':'A'的键值对。
在 c = 97 的循环中执行同样的操作，得到小写字母a~z的映射。
于是在字典d中形成了52个这样一一对应的键值对。
最后一句print("".join([d.get(c, c) for c in s]))，调用get()输入为字典d的键，输出为其对应的值，如果在字典d中没有这样的键值对，例如标点、空格，则返回其本身，最后通过join()形成新的字符串。

2.实现凯撒加解密过程

实验代码

def getMode():
  while 1:
    print('请选择加密或解密模式：')
    print('加密e')
    print('解密d')
    mode = input()
    if mode in "e d".split(' ',1):
      return mode
    else:
      print("请重新输入：")
def getMessage():
  print('请输入要执行的信息：')
  return input()
def getKey():
  print("请输入密钥：")
  key = int(input())
  return key
def encrypt(mode,message,key):
  if mode == 'd':
    key = -key
  d = {}
  for c in (65, 97):
    for i in range(26):
      d[chr(i+c)] = chr((i+key) % 26 + c)
  print("结果为：")
  print("".join([d.get(c, c) for c in message])) #这里套用了this.py文件

mode = getMode()
message = getMessage()
key = getKey()
encrypt(mode,message,key)

运行结果

总结