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
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