小亮学加密解密-----凯撒加密法

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1.加密原理

所谓的“凯撒加密法”，就是将需要加密的原文，逐个字符转化成其他字符的之后，形成新的密文。

如上图，第一行，是所有可以被转换的字符（为方便显示，只列举了26个小写英文字符），

第二行，为第一行每个字符对应的索引。

接着，从1~X（X为需要加密的字符的最大索引值）中，选取一个数字，作为密钥。

当我们拿到需要加密的字符串时，将字符串中每个字符逐一去上图中寻找，找到其对应的索引，

之后，将得到的索引与密钥相加，得到的新索引对应的字符，就是转换后的新字符；

如果索引与密钥相加后大于索引的最大值，则需要从头寻找对应的新字符。

举个例子：

我们将“helloworld”通过“凯撒加密法”进行加密，密钥为10，

我们从第一个字符“h”开始，在上图中找到h的索引为7，

将h的索引与密钥相加，得到17，从上图找到索引为17的字符为r;

根据上面的步骤，我们将每个字符按照顺序逐个进行转化，最终得到密文：“rovvygybvn”

需要注意的是：

字符“w”的索引22，加上密钥后得到32，大于了加密源字符个数26，于是会从0开始继续寻找，

直到找到索引为6（32 - 26 = 6）的字符“g”

2.解密原理：

由于“凯撒加密法”只是将原文中的每个字符进行转化得到密文；

所以在拿到密文后，只要根据密钥，反推加密过程，即可得到加密前的原文；

举个例子：

密文为“rovvygybvn”，密钥为10，

我们先找到密文的第1个字符r的索引，17；

通过密钥，反推加密过程，我们可以知道密文在加密前的原文字符索引为7 （17 - 10 = 7），

从上图中可知，索引为7的字符为 h；

需要注意：

如果密文字符的索引小于密钥时，

需要将密文字符的索引与加密源字符个数（上图最大索引值为26）相加，在减去密钥，得到原文字符索引，

例如：

在解密密文字符g时，由于g的索引为6，小于密钥10，

为了找到原文字符，我们需要将g的索引与26（加密源字符个数）相加，

再与密钥10相减，即（6 + 26） - 10 = 22，由上图可知，对应原文字符为w

通过上述过程，我们将每个字符逐一解密，得到原文“helloworld”

具体代码实现如下（python实现）：

#密文源字符串
#encryptSource = r"abcdefghigklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIGKLMNPOQRSTUVWXYZ1234567890 ,.\"'!"
encryptSource = r"abcdefghigklmnopqrstuvwxyz"#加密源字符个数
encryptSourceMaxIndex = len(encryptSource)#密钥
key = 10#原文
#source = "Hello,World!"
source = "helloworld"
cryptograph = "rovvygybvn"
#加密方法
def encryptByCaesar(source):#密文newSource = ""#循环原文中的每个字符，#将每个字符在密文源字符串中的索引加上密钥，得到一个新的索引值#如果新索引值大于密文源字符个数，则取新索引与密文源字符个数的差的绝对值#根据新索引值，得到加密后的字符，并加入到密文字符串的末尾for index in range(len(source)):#找到原文字符的索引oldEncryptSourceIndex = encryptSource.find(source[index])#计算转换后字符的索引newEncryptSourceIndex = (oldEncryptSourceIndex + key) if (oldEncryptSourceIndex + key) <= encryptSourceMaxIndex else abs((oldEncryptSourceIndex + key) - encryptSourceMaxIndex)#找到新字符，并拼接密文newSource += encryptSource[newEncryptSourceIndex]return newSource#解密方法
def unencryptByCaesar(cryptograph):#保存原文字符串sourceStr = "";#循环密文中的每个字符，#将每个字符在密文源字符串中的索引减上密钥，得到一个新的索引值#如果密文索引值小于密钥，则将密文索引与密文源最大索引值相加，再减去密钥，得到原文字符索引#根据新索引值，得到加密后的字符，并加入到密文字符串的末尾for index in range(len(cryptograph)):#获取密文字符的索引值cryptographIndex = encryptSource.find(cryptograph[index])#计算原文字符的索引值SourceIndex = (cryptographIndex - key) if cryptographIndex >= key else (cryptographIndex + encryptSourceMaxIndex) - key#得到原文字符，拼接原文字符串sourceStr += encryptSource[SourceIndex]return sourceStrprint("source：" + source + ", new source:" + encryptByCaesar(source))
print("cryptograph：" + cryptograph + ", source:" + unencryptByCaesar(cryptograph))

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