【加密算法】凯撒密码的原理及Python实现

本文涉及的产品
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简介: 凯撒密码的原理及Python实现

凯撒密码的介绍

凯撒密码是已知最早、最简单的密码之一。它是一种替换密码,在这种密码中,明文中的每个字母都被“移位”到字母表中一定数量的位置。例如,移动1,A会被B取代,B会变成C,以此类推。这种方法以朱利叶斯·凯撒(Julius Caesar)的名字命名。
假设我们移位的值是6,掰起指头算一下,那么a对应的就是gb对应hc对应i等等。

加密前:i love csdn
加密后:o rubk iyjt

这样加密后看起来就像是一串无意义的字符串。

原理

通常加密和解密互为逆过程,我们知道如何加密,那么解密的方法也就清晰了,对于凯撒密码,只要我们知道“移位”的值k,那么就能对密文进行解密。
简化问题,我们做如下假设:

  • 只考虑小写英文字母
  • 'a' = 0 'b' = 1 'c' = 2 ... 'z' = 25

其中,word代表被加密字母,encrypt()代表加密函数,k代表移位值,那么加密过程的数学公式为:

encrypt(word) = (word + k) mod 26

解密过程的数学公式为:

decrypt(word) = (word - k) mod 26

Python实现

ord()函数和chr()的介绍

我们要用到ord()chr()两个函数,先看下介绍。

chr() 用一个范围在 range(256)内的(就是0~255)整数作参数,返回一个对应的字符。
ord() 函数是 chr() 函数(对于8位的ASCII字符串)或 unichr() 函数(对于Unicode对象)的配对函数,它以一个字符(长度为1的字符串)作为参数,返回对应的 ASCII 数值,或者 Unicode 数值,如果所给的 Unicode 字符超出了你的 Python 定义范围,则会引发一个 TypeError 的异常。

az的编码为97-122.
ASCII码表请点击这里

Python加密

加密时,如果遇到空格,我们选择不加密。

s = input('请输入要加密的字符串:')
k = int(input('请输入移位值:'))
s_encrypt = ''
for word in s:
    if word == ' ':
        word_encrypt = ' '
    else:
        word_encrypt = chr((ord(word)-ord('a') + k) % 26 + ord('a'))
    s_encrypt += word_encrypt
print(s_encrypt)
请输入要加密的字符串:i love csdn
请输入移位值:6
o rubk iyjt

Python解密

s = input('请输入要解密的字符串:')
k = int(input('请输入移位值:'))
s_decrypt = ''
for word in s:
    if word == ' ':
        word_decrypt = ' '
    else:
        word_decrypt = chr((ord(word)-ord('a') - k) % 26 + ord('a'))
    s_decrypt += word_decrypt
print(s_decrypt)
请输入要解密的字符串:o rubk iyjt
请输入移位值:6
i love csdn

最近我在做算法题,包括Leecode和DMOJ等平台,水平还有限,有兴趣加个好友一起交流提高。

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