在歷史悠久的加密技術中，愷撒密碼以其簡單卻有效的原理聞名。通過固定的字母位移，明文可以被轉換成密文，而解密則是逆向操作。這種技術不僅適用于英文字母，還可以擴展到其他語言的字符體系，如日語的平假名或漢語的拼音。本文探討了愷撒密碼的基本原理及其在實際應用中的使用案例，并用python來實現該方法。
工作中經常性會需要對一些信息進行解密，人們普遍使用一些較為簡單的加密方式。加密技術不僅令人著迷，還在信息安全領域發揮著重要作用。通過深入理解這些方法，我們能更好地保護數據安全，同時也能理解歷史上許多重要文獻背后隱藏的秘密。愷撒密碼作為加密技術的先驅，不僅啟發了現代密碼學的發展，也提醒我們保持對數據安全和隱私的關注。
在這篇文章中，我們將探索愷撒密碼和相關字符加解密的基本原理及其在現代應用中的價值。通過python分析其加密和解密過程，我們可以更好地理解數據保護的重要性，以及加密技術如何在信息交流和安全中發揮作用。
目錄
一、凱撒密碼加、解密
1.1 通過位移的python實現
1.2 通過建立映射的python實現
二、函數映射加、解密
一、凱撒密碼加、解密
我們首先學習通過凱撒密碼進行解密。愷撒密碼是一種通過將明文字母表按照固定數目進行位移來加密的方法。此加密技術不僅適用于英文字母，也可以應用于其他字符體系，如日語中的平假名或漢語拼音。
如下圖所示我們用小寫的英文字母表示明文，用大寫英文字母表示密文，并對字母表平移三位字母方式進行加密。此處我們需要對KHOORLDPDSROLFHRIILFHUSOHDVHVKRZPHBRXULGHQWLILFDWLRQGRFXPHQWV 這段密文進行解密,并將解密后的信息寫入同目錄caesar.txt文件中。
1.1 通過位移的python實現
# 定義一個名為 decrypt 的函數，該函數接收兩個參數：ciphertext（密文）和 shift（位移量）
def decrypt(ciphertext, shift):# 初始化一個空字符串 plaintext，用于存儲解密后的明文plaintext = ""# 遍歷密文中的每個字符for char in ciphertext:# 判斷字符是否為大寫英文字母if 'A' <= char <= 'Z':# 對大寫英文字母進行解密操作,ord(char) 獲取字符的 ASCII 碼值，ord('A') 是字母 A 的 ASCII 碼值# (ord(char) - ord('A') - shift) 計算字符在字母表中的相對位置并減去位移量# % 26 確保結果仍在 26 個英文字母的范圍內# chr(...) 將計算后的 ASCII 碼值轉換回字符decrypted_char = chr((ord(char) - ord('A') - shift) % 26 + ord('A'))# .lower() 將解密后的大寫字母轉換為小寫plaintext += decrypted_char.lower() # 轉換為小寫else:# 如果字符不是大寫英文字母，則直接添加到 plaintext 字符串中plaintext += charreturn plaintext# 給定的密文
ciphertext = "KHOORLDPDSROLFHRIILFHUSOHDVHVKRZPHBRXULGHQWLILFDWLRQGRFXPHQWV"# 解密密文，假設密文是通過向后平移3位加密的
shift = 3
decrypted_text = decrypt(ciphertext, shift)
print("明文信息為:", decrypted_text)# 將解密后的文本寫入文件
file_path = './caesar.txt'with open(file_path, 'w') as file:file.write(decrypted_text)1.2 通過建立映射的python實現
list_c = {'A':'x','B':'y','C':'z','D':'a','E':'b','F':'c','G':'d','H':'e','I':'f','J':'g','K':'h','L':'i','M':'j','N':'k','O':'l','P':'m','Q':'n','R':'o','S':'p','T':'q','U':'r','V':'s','W':'t','X':'u','Y':'v','Z':'w'}# 給定的密文
ciphertext = "KHOORLDPDSROLFHRIILFHUSOHDVHVKRZPHBRXULGHQWLILFDWLRQGRFXPHQWV"# 解密密文
print("明文信息為:",ciphertext)
plaintext = ""
for char in list(ciphertext):print(list_c[char])plaintext += str(list_c[char])# plaintext += list_c[char]
print("加密信息為:",plaintext)
# 將解密后的文本寫入文件
file_path = './caesar.txt'with open(file_path, 'w') as file:
file.write(plaintext)打印結果：
明文信息為: KHOORLDPDSROLFHRIILFHUSOHDVHVKRZPHBRXULGHQWLILFDWLRQGRFXPHQWV
加密信息為: helloiamapoliceofficerpleaseshowmeyouridentificationdocuments
?
二、函數映射加、解密
這張圖片展示了兩個加密和解密的字符串，分別使用了不同的字母替換方法。第一個字符串使用了一種特定的字母排列方式來隱藏信息，而第二個字符串則顯示了如何通過相同的排列方式來解密。?
使用python實現映射關系
list_c = {'a':'D','b':'K','c':'V','d':'Q','e':'F','f':'I','g':'B','h':'J','i':'W','j':'P','k':'E','l':'S','m':'C','n':'X','o':'H','p':'T','q':'M','r':'Y','s':'A','t':'U','u':'O','v':'L','w':'R','x':'G','y':'Z','z':'N'}# 給定的密文
ciphertext = "this is the police please stay calm"# 解密密文
print("明文信息為:",ciphertext)
plaintext = ""
for char in list(ciphertext):if char == " ":plaintext += char# print(list_c[char])else: plaintext += str(list_c[char])# plaintext += list_c[char]
print("加密信息為:",plaintext)
# 將解密后的文本寫入文件
file_path = '/home/qingjiao/數據安全應用/plaintext.txt'with open(file_path, 'w') as file:
file.write(plaintext)打印結果：
明文信息為: this is the police please stay calm
加密信息為: UJWA WA UJF THSWVF TSFDAF AUDZ VDSC
