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

利用python实现凯撒密码加解密功能

原理分析

观察this.py文件:

利用python实现凯撒密码加解密功能

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

利用python实现凯撒密码加解密功能

总结

标签:
python,凯撒密码加解密,python,凯撒密码

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