Python шифр цезаря код

Шифр Цезаря в Python – руководство по шифрованию

В этом руководстве мы рассмотрим один из методов шифрования в Python, называемый Caesar Cipher. Это часть криптографии.

Вступление

В этом методе каждый символ заменяется буквой с определенной фиксированной числовой позицией, которая находится после или перед буквой. Например, буква B заменяется на стоящую двумя позициями дальше D. D становится F и так далее. Этот метод назван в честь Юлия Цезаря, который использовал его для общения с официальными лицами.

Для реализации шифра Цезаря в Python используется алгоритм. Давайте в нем разберемся.

Особенность алгоритма шифрования Цезаря

Этот алгоритм состоит из нескольких функций, которые приведены ниже.

• Метод довольно прост в применении.
• Каждый текст заменяется фиксированным номером позиции вниз или вверх по алфавиту.
• Это простой тип заменяющего шифра.

Для определения каждой последней части текста, который был перемещен вниз, требуется целочисленное значение. Это целочисленное значение также известно как сдвиг.

Мы можем представить эту концепцию с помощью модульной арифметики, сначала преобразовав букву в числа в соответствии со схемой: A = 0, B = 1, C = 2, D = 3 …… .. Z = 25.

Следующая математическая формула может использоваться для сдвига буквы n.

Как расшифровать?

Расшифровка такая же, как и шифрование. Мы можем создать функцию, которая выполнит сдвиг по противоположному пути, чтобы расшифровать исходный текст. Однако мы можем использовать циклическое свойство шифра под модулем.

Эту же функцию можно использовать для расшифровки. Вместо этого мы изменим значение сдвига так, чтобы сдвиг = 26 – сдвиг.

Давайте разберемся в следующем примере –

def encypt_func(txt, s): result = "" # transverse the plain txt for i in range(len(txt)): char = txt[i] # encypt_func uppercase characters in plain txt if(char.isupper()): result += chr((ord(char) + s - 64) % 26 + 65) # encypt_func lowercase characters in plain txt else: result += chr((ord(char) + s - 96) % 26 + 97) return result # check the above function txt = "CEASER CIPHER EXAMPLE" s = 4 print("Plain txt : " + txt) print("Shift pattern : " + str(s)) print("Cipher: " + encypt_func(txt, s))

Plain txt : CEASER CIPHER EXAMPLE Shift pattern : 4 Cipher: HJFXJWsHNUMJWsJCFRUQJ

Приведенный выше код проходил символ за раз. Он передавал каждый символ по правилу в зависимости от процедуры шифрования и дешифрования текста.

Мы определили несколько конкретных наборов позиций, которые генерируют зашифрованный текст.

Нарушение алгоритма шифрования Цезаря

Взломать зашифрованный текст можно разными способами. Один из способов – это метод грубой силы, который включает в себя проверку всех возможных ключей дешифрования. Этот прием не такой сложный и не требует больших усилий.

msg = 'rGMTLIVrHIQSGIEWIVGIEWIV' #encrypted msg LETTERS = 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ' for k in range(len(LETTERS)): transformation = '' for s in msg: if s in LETTERS: n = LETTERS.find(s) n = n - k if n < 0: n = n + len(LETTERS) transformation = transformation + LETTERS[n] else: transformation = transformation + s print('Hacking k #%s: %s' %(k, transformation))

Hacking k #25: rHNUMJWrIJRTHJFXJWHJFXJW

Транспонирующий шифр

Алгоритм шифрования транспонирования – это метод, при котором алфавитный порядок в открытом тексте перестраивается для формирования зашифрованного текста. Этот алгоритм не поддерживает настоящие текстовые алфавиты.

Давайте разберемся с этим алгоритмом на примере.

Мы возьмем простой пример под названием столбчатый шифр транспозиции, в котором мы пишем каждый символ текста по горизонтали с указанной шириной алфавита. Вертикально написанные тексты являются зашифрованными, что создает совершенно непохожий на зашифрованный текст.

Давайте возьмем простой текст и применим технику простого столбчатого транспонирования, как показано ниже.

Мы разместили простой текст по горизонтали, и зашифрованный текст создается с вертикальным форматом: hotnejpt.lao.lvi. Чтобы расшифровать это, получатель должен использовать ту же таблицу для расшифровки текста.

def split_len(sequence, length): return [sequence[i:i + length] for i in range(0, len(sequence), length)] def encode(k, plaintxt): order = < int(val): n for n, val in enumerate(k) >ciphertext = '' for index in sorted(order.ks()): for part in split_len(plaintxt, len(k)): try:ciphertext += part[order[index]] except IndexError: continue return ciphertext print(encode('3214', 'HELLO'))

В приведенном выше коде мы создали функцию с именем split_len(), которая выдавала текстовый символ, размещенный в формате столбцов или строк.

Метод encode() создал зашифрованный текст с ключом, определяющим количество столбцов, и мы распечатали каждый зашифрованный текст, прочитав каждый столбец.

Примечание. Техника транспонирования призвана значительно улучшить криптобезопасность. Криптоаналитики замечают, что повторное шифрование зашифрованного текста с использованием того же шифра транспозиции показывает лучшую безопасность.

Источник

Шифрование сообщений в Python. От простого к сложному. Шифр Цезаря

Мне, лично, давно была интересна тема шифрования информации, однако, каждый раз погрузившись в эту тему, я осознавал насколько это сложно и понял, что лучше начать с чего-то более простого. Я, лично, планирую написать некоторое количество статей на эту тему, в которых я покажу вам различные алгоритмы шифрования и их реализацию в Python, продемонстрирую и разберу свой проект, созданный в этом направлении. Итак, начнем.

Для начала, я бы хотел рассказать вам какие уже известные алгоритмы мы рассмотрим, в моих статьях. Список вам представлен ниже:

• Шифр Цезаря
• Шифр Виженера
• Шифр замены
• Омофонический шифр
• RSA шифрование

Шифр Цезаря

Итак, после небольшого введения в цикл, я предлагаю все-таки перейти к основной теме сегодняшней статьи, а именно к Шифру Цезаря.

Что это такое?

Шифр Цезаря - это простой тип подстановочного шифра, где каждая буква обычного текста заменяется буквой с фиксированным числом позиций вниз по алфавиту. Принцип его действия можно увидеть в следующей иллюстрации:

Какими особенностями он обладает?

У Шифра Цезаря, как у алгоритма шифрования, я могу выделить две основные особенности. Первая особенность - это простота и доступность метода шифрования, который, возможно поможет вам погрузится в эту тему, вторая особенность - это, собственно говоря, сам метод шифрования.

Программная реализация

В интернете существует огромное множество уроков, связанных с криптографией в питоне, однако, я написал максимально простой и интуитивно понятный код, структуру которого я вам продемонстрирую.

Начнем, пожалуй, с создания алфавита. Для этого вы можете скопировать приведенную ниже строку или написать все руками.

alfavit = 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZАБВГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯАБВГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯ' # Создаем алфавит

Далее, нам нужно обозначить программе шаг, то есть смещение при шифровании. Так, например, если мы напишем букву "а" в сообщении, тот при шаге "2", программа выведет нам букву "в".

Итак, создаем переменную smeshenie, которая будет вручную задаваться пользователем, и message, куда будет помещаться наше сообщение, и, с помощью метода upper(), возводим все символы в нашем сообщении в верхний регистр, чтобы у нас не было ошибок. Потом создаем просто пустую переменную itog, куда мы буем выводить зашифрованное сообщение. Для этого пишем следующее:

smeshenie = int(input('Шаг шифровки: ')) #Создаем переменную с шагом шифровки message = input("Сообщение для шифровки: ").upper() #создаем переменнную, куда запишем наше сообщение itog = '' #создаем переменную для вывода итогового сообщения

Итак, теперь переходим к самому алгоритму шифровки. Первым делом создаем цикл for , где мы определим место букв, задействованных в сообщении, в нашем списке alfavit, после чего определяем их новые места (далее я постараюсь насытить код с пояснениями):

for i in message: mesto = alfavit.find(i) #Вычисляем места символов в списке new_mesto = mesto + smeshenie #Сдвигаем символы на указанный в переменной smeshenie шаг

Далее, мы создаем внутри нашего цикла условие if , в нем мы записываем в список itog мы записываем наше сообщение уже в зашифрованном виде и выводим его:

for i in message: mesto = alfavit.find(i) new_mesto = mesto + smeshenie if i in alfavit: itog += alfavit[new_mesto] # Задаем значения в итог else: itog += i print (itog) 

Модернизация

Вот мы и написали программу, однако она имеет очень большой недостаток: "При использовании последних букв(русских), программа выведет вам английские буквы. Давайте это исправим.

Для начала создадим переменную lang, в которой будем задавать язык нашего шифра, а так же разделим английский и русский алфавиты.

alfavit_EU = 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ' alfavit_RU = 'АБВГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯАБВГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯ' smeshenie = int(input('Шаг шифровки: ')) message = input("Сообщение для шифровки: ").upper() itog = '' lang = input('Выберите язык RU/EU: ') #Добавляем возможность выбора языка

Теперь нам надо создать условие, которое проверит выбранный язык и применит его, то есть обратится к нужному нам алфавиту. Для этого пишем само условие и добавляем алгоритм шифрования, с помощью которого будет выполнено шифрование:

if lang == 'RU': for i in message: mesto = alfavit_RU.find(i) # Алгоритм для шифрования сообщения на русском new_mesto = mesto + smeshenie if i in alfavit_RU: itog += alfavit_RU[new_mesto] else: itog += i else: for i in message: mesto = alfavit_EU.find(i) # Алгоритм для шифрования сообщения на английском new_mesto = mesto + smeshenie if i in alfavit_EU: itog += alfavit_EU[new_mesto] else: itog += i 

Дешифровка сообщения

Возможно это прозвучит несколько смешно, но мы смогли только зашифровать сообщение, а насчет его дешифровки мы особо не задумывались, но теперь дело дошло и до неё.

По сути, дешифровка - это алгоритм обратный шифровке. Давайте немного переделаем наш код (итоговый вид вы можете увидеть выше).

Для начала, я предлагаю сделать "косметическую" часть нашей переделки. Для этого перемещаемся в самое начало кода:

alfavit = 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZАБВГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯАБВГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯ' smeshenie = int(input('Шаг шифровки: ')) message = input("Сообщение для ДЕшифровки: ").upper() #заменяем слово шифровка, на дешифровка itog = ''

Остальное можно оставить так же, но если у вас есть желание, то можете поменять названия переменных.

По большому счету, самые 'большие' изменения у нас произойдут в той части кода, где у нас находится алгоритм, где нам нужно просто поменять знак "+" на знак "-". Итак, переходим к самому циклу:

if lang == 'RU': for i in message: mesto = alfavit_RU.find(i) new_mesto = mesto + smeshenie # Меняем знак + на знак - if i in alfavit_RU: itog += alfavit_RU[new_mesto] else: itog += i else: for i in message: mesto = alfavit_EU.find(i) # Меняем знак + на знак - new_mesto = mesto + smeshenie if i in alfavit_EU: itog += alfavit_EU[new_mesto] else: itog += i

Итоговый вид программы

Итак, вот мы и написали простейшую программу для шифрования методом Цезаря. Ниже я размещу общий вид программы без моих комментариев, чтобы вы еще раз смогли сравнить свою программу с моей:

alfavit_EU = 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ' alfavit_RU = 'АБВГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯАБВГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯ' smeshenie = int(input('Шаг шифровки: ')) message = input("Сообщение для ДЕшифровки: ").upper() itog = '' lang = input('Выберите язык RU/EU: ') if lang == 'RU': for i in message: mesto = alfavit_RU.find(i) new_mesto = mesto + smeshenie if i in alfavit_RU: itog += alfavit_RU[new_mesto] else: itog += i else: for i in message: mesto = alfavit_EU.find(i) new_mesto = mesto + smeshenie if i in alfavit_EU: itog += alfavit_EU[new_mesto] else: itog += i print (itog) 

Итог

Вы успешно написали алгоритм шифровки и дешифровки сообщения на Python с помощью метода Цезаря. В следующей статье мы с вами рассмотрим Шифр Виженера, а также разберем его реализацию на Python, а пока я предлагаю вам написать в комментариях варианты модернизации программы(код или просо предложения и пожелания). Я обязательно учту ваше мнение.

Источник