一文詳解凱撒密碼的原理及Python實現

2022-08-21 22:00:18

一、什麼是愷撒密碼

愷撒密碼是古羅馬愷撒大帝用來對軍事情報進行加密的演演算法，它採用了替換方法對資訊中的每一個英文字元迴圈替換為字母表序列該字元后面第三個字元：

原文：A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

密文：D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C

原文字元P，其密文字元C滿足如下條件：

C = ( P + 3 ) mod 26

解密方法反之，滿足：

P = ( C – 3 ) mod 26

二、程式執行環境

程式執行環境是：pycharm2021

三、愷撒密碼：加密

愷撒密碼的加密演演算法程式首先接收使用者輸入的文字

然後對字母a-z和字母A-Z按照密碼演演算法進行轉換

3.1 愷撒密碼加密範例程式

# 愷撒密碼加密
def Caesar_PW_Encryption():
    inputText = input("請輸入明文文字: ")
    for index in inputText:
        if "a" <= index <= "z":
            print(chr(ord("a") + (ord(index) - ord("a") + 3) % 26), end='')
        elif "A" <= index <= "Z":
            print(chr(ord("A") + (ord(index) - ord("A") + 3) % 26), end='')
        else:
            print(index, end='')

在主函數中呼叫這個Caesar_PW_Encryption愷撒密碼加密函數，如下所示

if __name__ == '__main__':
    # 愷撒密碼加密
    Caesar_PW_Encryption()

3.2 愷撒密碼加密範例程式執行結果

四、愷撒密碼：解密

愷撒密碼的解密演演算法程式首先接收使用者輸入的加密文字

然後對字母a-z和字母A-Z按照密碼演演算法進行反向轉換

4.1 愷撒密碼解密範例程式

# 愷撒密碼解密
def Ceasar_PW_Decryption():
    inputText = input("請輸入加密後文字: ")
    for index in inputText:
        if "a" <= index <= "z":
            print(chr(ord("a") + (ord(index) - ord("a") - 3) % 26), end='')
        elif "A" <= index <= "Z":
            print(chr(ord("A") + (ord(index) - ord("A") - 3) % 26), end='')
        else:
            print(index, end='')

在主函數中呼叫這個Caesar_PW_Encryption愷撒密碼加密函數，如下所示

if __name__ == '__main__':
    # 愷撒密碼加密
    Caesar_PW_Encryption()

    # 愷撒密碼解密
    Ceasar_PW_Decryption()

4.2 愷撒密碼解密範例程式執行結果

五、完整程式

# 愷撒密碼加密
def Caesar_PW_Encryption():
    inputText = input("請輸入明文文字: ")
    for index in inputText:
        if "a" <= index <= "z":
            print(chr(ord("a") + (ord(index) - ord("a") + 3) % 26), end='')
        elif "A" <= index <= "Z":
            print(chr(ord("A") + (ord(index) - ord("A") + 3) % 26), end='')
        else:
            print(index, end='')

# 愷撒密碼解密
def Ceasar_PW_Decryption():
    inputText = input("請輸入加密後文字: ")
    for index in inputText:
        if "a" <= index <= "z":
            print(chr(ord("a") + (ord(index) - ord("a") - 3) % 26), end='')
        elif "A" <= index <= "Z":
            print(chr(ord("A") + (ord(index) - ord("A") - 3) % 26), end='')
        else:
            print(index, end='')

if __name__ == '__main__':
    # 愷撒密碼加密
    Caesar_PW_Encryption()

    # 愷撒密碼解密
    Ceasar_PW_Decryption()