【python】简单块加密算法

简单块加密算法

一、安装 numpy 包

方法如下：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_45759918/article/details/124532318

二、需求

• 用户输入待加密的文本（英文），程序使用简单块加密算法进行加密，输出加密文本。
• 然后程序将密文进行解密，再次输出解密文本，方便用户核实和原文本是否相同。

三、代码实现

import numpy as np


# 生成随机矩阵 -> 95个字符分为 19*5 的形式
def makeMatrix():
    # 生成32-126的数字，偷懒了不手打了
    checkList = []
    # 装填范围到checkList中(ascii码的规定可显示字符范围)
    i = 32
    while (i != 127):
        checkList.append(i)
        i += 1
    # 生成一个一维矩阵。括号中意义->(从checkList数组中，找到95个数，且不重复) 找95个数就是全找一遍。
    data = np.random.choice(checkList, size=95, replace=False)
    # 创建一个9行15列的二维矩阵，填充内容为'k'
    # 这里不用np.zero()的原因是：np.zero()生成的数会有浮点去掉比较麻烦。
    words = np.full((5, 19), 'k')
    # 用于遍历data中的数
    x = 0
    # 循环将data中生成随机数输入words的二维矩阵。
    for i in range(5):
        for j in range(19):
            # 随机的数字直接转为字符
            words[i, j] = chr(int(data[x]))
            x += 1
    print(f"加密密码本为：\n{words}")
    return words


# 将输入的字符分割为两两一组的二维矩阵
def segmentationText(text):
    # 分割为一维数组
    textList = list(text)
    # 如果输入的内容拆分后不为偶数，则给其末尾加个空格。
    if len(textList) % 2 != 0:
        textList.append(" ")
    data = []
    for index in range(0, len(textList), 2):
        data.append(textList[index:index + 2])
    data = np.array(data)
    # print(f"分割后数据为:\n{data}")
    return data


# 加密过程
# 块加密：生成一个随机的acsii可视范围的密码本(二维矩阵)，然后将明文分为两个字母一组的二维矩阵
# 设[A,B],其在二维矩阵的密码本中位置为 A(i,j),B(x,y)
# 如果其在密码本中同一列或同行，则互换内容 加密后为[C,D]其中 C(x,y),D(i,j) 等价于加密后密文为 [B,A]
# 若不在同行同列，则加密后为[C,D]其中 C(x,j),D(i,y) 等价于横坐标不变纵坐标变为对方纵坐标
def encryption(words, data, text):
    # 密文
    cipher = []
    for i in range(len(data)):
        A = data[i, 0]
        B = data[i, 1]
        Ax, Ay, Bx, By = 0, 0, 0, 0
        # 找到密码本中需要加密的文字的横纵坐标
        for x in range(5):
            for y in range(19):
                if words[x, y] == A:
                    Ax = int(x)
                    Ay = int(y)
                elif words[x, y] == B:
                    Bx = int(x)
                    By = int(y)
        # 判断同行同列，是则交换数据
        if Ax == Bx or Ay == By:
            A, B = B, A
        else:
            A = words[Bx, Ay]
            B = words[Ax, By]
        cipher.append(A)
        cipher.append(B)
    cipherStr = "".join(cipher)
    print(f"原文为：{text}")
    print(f"加密后文本为：{cipherStr}")
    return cipher


# 解密，就是加密逆过程
# 同列同行交换的，换回来
# C(x,j),D(i,y)换回A(x,y),B(i,j)
def decryption(cipher, words, text):
    # 密文转为二维矩阵
    cipherList = segmentationText(cipher)
    # 破解翻译后的明文
    clear = []
    for i in range(len(cipherList)):
        A = cipherList[i, 0]
        B = cipherList[i, 1]
        Ax, Ay, Bx, By = 0, 0, 0, 0
        # 找到密码本中需要加密的文字的横纵坐标
        for x in range(5):
            for y in range(19):
                if words[x, y] == A:
                    Ax = int(x)
                    Ay = int(y)
                elif words[x, y] == B:
                    Bx = int(x)
                    By = int(y)
        # 判断同行同列，是则交换数据
        if Ax == Bx or Ay == By:
            A, B = B, A
        else:
            A = words[Bx, Ay]
            B = words[Ax, By]
        clear.append(A)
        clear.append(B)
    clearStr = "".join(clear)
    print(f"原文为：{text}")
    print(f"解密为：{clearStr}")


text = input("请输入需要加密的字符串：")
words = makeMatrix()
data = segmentationText(text)
print(f"分割后数据为:\n{data}")
cipher = encryption(words, data, text)
decryption(cipher, words, text)

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显示密码本哪里和分辨率有关系或者和设置有关，但是不太碍事。