3、密码学与Python编程基础入门

密码学与Python编程基础入门

1. 凯撒密码原理与应用

1.1 凯撒密码加密与解密

凯撒密码是一种古老的加密方法，其核心原理是通过对字母进行位移来实现加密和解密。例如，在加密时，我们从字母对应的数字中加上密钥；解密时，则减去密钥。
- 加密示例 ：以字母 O 为例，若密钥为 13，字母 O 对应的数字为 27，减去 26 后得到 1，数字 1 对应的字母是 B，所以 O 加密后为 B。当对消息中的每个字母进行加密后，明文就会转换为密文。如对消息加密后得到“URYYB. UBJ NER LBH?”。
- 解密示例 ：若要解密字母 B，其对应的数字为 1，减去密钥 13 得到 -12。由于结果小于 0，根据规则需加上 26，即 -12 + 26 = 14，所以字母 B 解密后为 O。

1.2 双重加密的无效性

很多人可能认为使用两个不同的密钥对消息进行两次加密会增强加密强度，但对于凯撒密码（以及大多数其他密码）来说并非如此。实际上，双重加密的结果与使用一个等效密钥进行一次正常加密的结果相同。
- 示例 ：对单词“KITTEN”使用密钥 3 进行加密，得到“NLWWHQ”；再对“NLWWHQ”使用密钥 4 进行加密，得到“RPAALU”。这与直接使用密钥 7 对“KITTEN”进行一次加密的结果相同。而且，如果使用两个相加等于 26 的密钥对明文进行加密，得到的密文将与原文相同。

1.3 编程在加密中的作用

传统的凯撒密码加密方式在处理长消息时效率极低，例如加密一本完整