維吉尼亞密碼的Python實現

代換密碼體制的一般定義為M=C=K=Z₂₆，其中M為明文空間、C為密文空間、K為密鑰空間、Z₂₆為26個整數(對應26個英文字母)組成的空間；要求26個字母與模26的剩余類集合{0,1,2,…,25}建立一一對應的關系。

1、移位密碼

移位密碼的加密實現上就是將26個英文字母向后循環移動k位，其加解密可分別表示為：

c=E_k(m)=m+k(mod 26)

m=D_k(c)=c-k(mod 26)

其中，m、c、k是滿足0≤m,c,k≤25的整數。

2、維吉尼亞密碼

Vigenenre密碼是最著名的多表代換密碼，是16世紀法國著名密碼學家Vigenenre發明的。Vigenenre密碼使用一個詞組作為密鑰，密鑰中每一個字母用來確定一個代換表，每一個密鑰字母被用來加密一個明文字母，第一個密鑰字母加密第一個明文字母，第二個密鑰字母加密第二個明文字母，等所有密鑰字母使用完后，密鑰再次循環使用，於是加解密前需先將明密文按照密鑰長度進行分組。密碼算法可表示如下：

設密鑰K=(k₁,k₂,…,k_d)，明文M=(m₁,m₂,…,m_n)，密文C=(c₁,c₂,…,c_n)；

加密變換為：c_i=E_ki(m_i)=m_i+k_i(mod 26)

解密變換為：m_i=D_ki(c_i)=c_i-k_i(mod 26)

通常通過查詢維吉尼亞表進行加解密。

 

以下為維吉尼亞密碼的Python實現。

 

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#-*-coding:utf-8-*-
#維吉尼亞

'''
fileName : main.py
'''

import VigenereEncrypto
import VigenereDecrypto

print u"維吉尼亞加密"

plainText = raw_input ("Please input the plainText : ")
key = raw_input ("Please input the key : ")

plainTextToCipherText = VigenereEncrypto (plainText , key)
print u"加密后得到的暗文是 : " + plainTextToCipherText

print u"維吉尼亞解密"

cipherText = raw_input ("Please input the cipherText : ")
key = raw_input ("Please input the key : ")

cipherTextToPlainText = VigenereDecrypto (cipherText , key)
print u"解密后得到的明文是 : " + cipherTextToPlainText

 

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#-*-coding:utf-8-*-
#維吉尼亞加密

'''
fileName : VigenereEncrypto.py
'''

def VigenereEncrypto (input , key) :
    ptLen = len(input)
    keyLen =  len(key)

    quotient = ptLen // keyLen    #商
    remainder = ptLen % keyLen    #余

    out = ""

    for i in range (0 , quotient) :
        for j in range (0 , keyLen) :
            c = int((ord(input[i*keyLen+j]) - ord('a') + ord(key[j]) - ord('a')) % 26 + ord('a'))
            #global output
            out += chr (c)

    for i in range (0 , remainder) :
        c =  int((ord(input[quotient*keyLen+i]) - ord('a') + ord(key[i]) - ord('a')) % 26 + ord('a'))
        #global output
        out += chr (c)

    return out

 

 

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#-*-coding:utf-8-*-
#維吉尼亞解密

'''
fileName : VigenereDecrypto.py
'''

def VigenereDecrypto (output , key) :
    ptLen = len (output)
    keyLen = len (key)

    quotien = ptLen // keyLen
    remainder = ptLen % keyLen

    inp = ""

    for i in range (0 , quotient) :
        for j in range (0 , keyLen) :
            c = int((ord(output[i*keyLen+j]) - ord('a') + 26 - (ord(key[j]) - ord('a')) % 26 + ord('a')))
            #global input
            inp += chr (c)

    for i in range (0 , remainder) :
        c = int((ord(output[quotient*keyLen + i]) - ord('a') + 26 - (ord(key[i]) - ord('a')) % 26 + ord('a')))
        #global input
        inp += chr (c)

    return inp

 

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運行結果：