python密码学换位密码及换位解密转置加密教程

2024-05-07 10:37| 来源: 网络整理| 查看: 265

Python密码学教程——换位密码及换位解密转置加密什么是换位加密法

在密码学中，换位加密法（Transposition Cipher）是一种加密方式，它将明文中各个字符的位置调换来生成密文，从而达到加密的目的。具体来说，它将纯文本中的字符重新排列，但是不会改变字符本身。

换位加密法的分类简单换位密码：将明文中的字符位置进行交换和调整，从而得到密文。复杂换位密码：先按照某种特定的规则将明文分组，每一组再按照不同的规则进行排列，最后得到密文。简单换位密码的原理

简单换位密码通常采用的是列换位法，也就是将明文从左到右依次填写进入矩阵中，然后按照行依次读取，以此来达到加密的目的。

以下是一个对"HELLO WORLD" 进行列换位加密过程的可视化展示：

H E L L O W O R L D 明文 ↓↓↓↓↓↓↓ H E L L O | W O R L D 矩阵填充 ———↓———————↓ W O R L D | H E L L O 密文

首先将"HELLO WORLD" 依次填写进一个矩阵中，然后将填写后的矩阵按照行依次读取，得到密文 "WORLDHELLO"。

代码实现

以下是Python代码实现"简单换位密码"的示例：

def encrypt(plain_text, key): rows = len(plain_text) // key if len(plain_text) % key != 0: rows += 1 matrix = [] for i in range(rows): matrix.append([0] * key) row = 0 col = 0 for ch in plain_text: matrix[row][col] = ch col += 1 if col == key: col = 0 row += 1 cipher_text = "" for i in range(key): for j in range(rows): cipher_text += matrix[j][i] return cipher_text

encrypt函数的输入参数为明文和密钥，返回值为加密后的密文。

以下为对"HELLO WORLD" 进行列换位加密的示例：

plaintext = "HELLO WORLD" key = 6 ciphertext = encrypt(plaintext, key) print("明文：", plaintext) print("密钥：", key) print("密文：", ciphertext)

输出结果为：

明文： HELLO WORLD 密钥： 6 密文： WLODHLLEOR 解密过程

解密过程与加密过程正好相反。首先需要得到密文的行数和列数，然后填写一个同样大小的矩阵，将密文按照行依次填写进入该矩阵中，最后按照列依次读取，得到明文。

以下是Python代码实现"简单换位密码"的解密过程：

def decrypt(cipher_text, key): rows = len(cipher_text) // key if len(cipher_text) % key != 0: rows += 1 matrix = [] for i in range(rows): matrix.append([0] * key) col = 0 row = 0 for ch in cipher_text: matrix[row][col] = ch row += 1 if row == rows: row = 0 col += 1 plaintext = "" for i in range(rows): for j in range(key): plaintext += matrix[i][j] return plaintext

以下为对"WLODHLLEOR" 进行列换位解密的示例：

ciphertext = "WLODHLLEOR" key = 6 plaintext = decrypt(ciphertext, key) print("明文：", plaintext) print("密钥：", key) print("密文：", ciphertext)

输出结果为：

明文： HELLO WORLD 密钥： 6 密文： WLODHLLEOR 使用不同密钥

密钥的不同会导致最后加密的结果不同。以下为不同密钥进行列换位加密的结果：

plaintext = "HELLO WORLD" key1 = 6 key2 = 4 ciphertext1 = encrypt(plaintext, key1) ciphertext2 = encrypt(plaintext, key2) print("明文：", plaintext) print("密钥1：", key1) print("密文1：", ciphertext1) print("密钥2：", key2) print("密文2：", ciphertext2)

输出结果为：

明文： HELLO WORLD 密钥1： 6 密文1： WLODHLLEOR 密钥2： 4 密文2： HLLDEOOWLOR 总结

以上就是"Python密码学教程——换位密码及换位解密转置加密"的完整攻略。通过这篇文章，我们了解了简单换位密码的基本原理、分类以及实现方法，同时也包括了代码实现和解密过程，对于初学者来说非常友好。

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