python密码学简单替代密码解密及测试教程

简单替代密码

简单替换密码是最常用的密码，包括为每个密文文本字符替换每个纯文本字符的算法.在这个过程中，与凯撒密码算法相比，字母表是混乱的.

示例

简单替换密码的密钥通常由26个字母组成.一个示例键是 :

plain alphabet : abcdefghijklmnopqrstuvwxyz
cipher alphabet: phqgiumeaylnofdxjkrcvstzwb

使用上述密钥的示例加密是 :

plaintext : defend the east wall of the castle
ciphertext: giuifg cei iprc tpnn du cei qprcni

以下代码显示了一个实现简单替换密码的程序;

import random, sys
LETTERS = 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ'
def main():
   message = ''
   if len(sys.argv) > 1:
      with open(sys.argv[1], 'r') as f:
         message = f.read()
   else:
      message = raw_input("Enter your message: ")
   mode = raw_input("E for Encrypt, D for Decrypt: ")
   key = ''
   
   while checkKey(key) is False:
      key = raw_input("Enter 26 ALPHA key (leave blank for random key): ")
      if key == '':
         key = getRandomKey()
      if checkKey(key) is False:
print('There is an error in the key or symbol set.')
   translated = translateMessage(message, key, mode)
   print('Using key: ％s' ％ (key))
   
   if len(sys.argv) > 1:
      fileOut = 'enc.' + sys.argv[1]
      with open(fileOut, 'w') as f:
         f.write(translated)
      print('Success! File written to: ％s' ％ (fileOut))
   else: print('Result: ' + translated)
# Store the key into list, sort it, convert back, compare to alphabet.
def checkKey(key):
   keyString = ''.join(sorted(list(key)))
   return keyString == LETTERS
def translateMessage(message, key, mode):
   translated = ''
   charsA = LETTERS
   charsB = key
   
   # If decrypt mode is detected, swap A and B
   if mode == 'D':
      charsA, charsB = charsB, charsA
   for symbol in message:
      if symbol.upper() in charsA:
         symIndex = charsA.find(symbol.upper())
         if symbol.isupper():
            translated += charsB[symIndex].upper()
         else:
            translated += charsB[symIndex].lower()
else:
               translated += symbol
         return translated
def getRandomKey():
   randomList = list(LETTERS)
   random.shuffle(randomList)
   return ''.join(randomList)
if __name__ == '__main__':
   main()

输出

您可以观察以下内容当你实现上面给出的代码时输出 :

简单替换密码测试

我们将重点介绍如何使用各种方法测试替换密码，这有助于生成随机字符串，如下面所示 :

import random, string, substitution
def main():
   for i in range(1000):
      key = substitution.getRandomKey()
      message = random_string()
      print('Test ％s: String: "％s.."' ％ (i + 1, message[:50]))
      print("Key: " + key)
      encrypted = substitution.translateMessage(message, key, 'E')
      decrypted = substitution.translateMessage(encrypted, key, 'D')
      
      if decrypted != message:
         print('ERROR: Decrypted: "％s" Key: ％s' ％ (decrypted, key))
         sys.exit()
      print('Substutition test passed!')
def random_string(size = 5000, chars = string.ascii_letters + string.digits):
   return ''.join(random.choice(chars) for _ in range(size))
if __name__ == '__main__':
   main()

输出

您可以随机观察输出生成的字符串有助于生成随机纯文本消息，如下所示 :

测试成功完成后，我们可以观察输出消息替换测试通过！.

因此，您可以系统地破解替换密码.

简单替换密码解密

您可以了解替换密码的简单实现，它根据简单替换密码技术中使用的逻辑显示加密和解密的消息.这可以被视为一种替代编码方法.

代码

您可以使用以下代码使用简单替换密码来执行解密;

import random
chars = 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ' + \
   'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz' + \
   '0123456789' + \
   ':.;,?!@#$％&()+=-*/_<> []{}`~^"\'\\'
def generate_key():
   """Generate an key for our cipher"""
   shuffled = sorted(chars, key=lambda k: random.random())
   return dict(zip(chars, shuffled))
def encrypt(key, plaintext):
   """Encrypt the string and return the ciphertext"""
   return ''.join(key[l] for l in plaintext)
def decrypt(key, ciphertext):
   """Decrypt the string and return the plaintext"""
   flipped = {v: k for k, v in key.items()}
   return ''.join(flipped[l] for l in ciphertext)
def show_result(plaintext):
   """Generate a resulting cipher with elements shown"""
   key = generate_key()
   encrypted = encrypt(key, plaintext)
   decrypted = decrypt(key, encrypted)   
   print 'Key: ％s' ％ key
print 'Plaintext: ％s' ％ plaintext
   print 'Encrypted: ％s' ％ encrypted
   print 'Decrypted: ％s' ％ decrypted
show_result('Hello World. This is demo of substitution cipher')

来源：https://www.it1352.com/OnLineTutorial/cryptography_with_python/cryptography_with_python_simple_substitution_cipher.html