用Python复现二战德军enigma机

Burger叮当

已于 2022-01-28 23:11:03 修改

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文章标签： python 后端开发语言算法

于 2022-01-12 17:47:40 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_54581900/article/details/122457608

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本文介绍了作者使用Python复现二战德军Enigma加密机的过程，重点关注了转子和反射板的实现，略过了接线板部分。通过详细讲解代码逻辑，包括反射过程中的关键步骤，展示了如何构建和使用Enigma机。文章还提到了实际操作方法，包括创建配置文件、输入批次号和转轮位置以加密和解密文本。尽管只实现了26个小写字母的加密，但作者指出可通过扩展实现更多字符的加密，例如结合base64。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

Enigma源自希腊文，英文解释为：“迷，费解之物”。

我们知道，enigma机是德军二战中重要的情报加密机器，其有许多特点。

首先，它是一台加解密一体机

其次，它有排己性，虽然多次输入同一明文可能得到不同的密文，但明文a永远不可能加密为其本身。这样完美掩盖本身明文的性质是由反射板造成的，但也最终在图灵的利用下给了enigma机致命一击。

enigma机先后有多种不同的型号，如3转轮型，5转轮型，5转轮选3转轮型等等。本人对三转轮enigma机进行的程序复现。需要说明的是，由于enigma机的精华部分是转子和反射板，所以代码中也着重复现了这一过程，而对接线板进行了省略。毕竟，enigma机的厉害之处在于其疯狂到近乎变态的做到了几乎“一字一换表”，而接线板只是做简单的字母替换，本身并无新意。

话不多说，直接上代码：（一些使用说明见文末）

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Tue Jan  4 09:40:42 2022

@author: burger
"""


from numpy import random
import numpy as np
import time

arr = np.array(['a','b','c','d','e','f','g','h','i','j','k','l','m','n','o','p','q','r','s','t','u','v','w','x','y','z'])

#输入一个批次号
num = input('请输入您要使用的enigma机批次号XXX-XXX-XXX（示例：123-456-789）\n')
filename = 'enigma_code_book.txt'
with open(filename) as file_object:
    context = file_object.read()
    
if num in context:
    number = context.find(num)
    arr_a=context[(number+12):(number+38)]  #一号转轮
    arr_b=context[(number+39):(number+65)]  #二号转轮
    arr_c=context[(number+66):(number+92)]  #三号转轮
    arr_d=context[(number+93):(number+119)]  #反射板

else:
    arr_a=random.permutation(arr)
    arr_b=random.permutation(arr)
    arr_c=random.permutation(arr)
    arr_d=random.permutation(arr)
    with open(filename,'a') as file_object:
        str_1='\n'
        str_1=str_1+num
        str_1+=' '
        for i in range(len(arr_a)):
            str_1+=arr_a[i]
        str_1+=' '
        for i in range(len(arr_b)):
            str_1+=arr_b[i]
        str_1+=' '
        for i in range(len(arr_c)):
            str_1+=arr_c[i]
        str_1+=' '
        for i in range(len(arr_d)):
            str_1+=arr_d[i]
        str_1+=' '
        file_object.write(str_1)
zzwz=input('请输入初始转子位置(规范为三个英文字母中间加两个英文逗号)\n eg: a,b,c\n')#zzwz即转子位置
zz_1=list(zzwz)[0]
zz_2=list(zzwz)[2]
zz_3=list(zzwz)[4]
num_zz_1=ord(zz_1)-97
num_zz_2=ord(zz_2)-97
num_zz_3=ord(zz_3)-97

def main():
    global num_zz_1
    global num_zz_2
    global num_zz_3
    text=input('请输入加密内容\n')
    for n in range(len(text)):
        string=list(text)[n]
        print(zhuanhuan(string),end='')
        num_zz_1+=1
        if num_zz_1 == 26:
            num_zz_1 = 0
            num_zz_2+=1
            if num_zz_2 == 26:
                num_zz_2=0
                num_zz_3+=1
                if num_zz_3 == 26:
                    num_zz_3 = 0
def zhuanhuan(letter):
    #a号转轮
    #右侧有26个触点
    #生成a轮的随机连线方式 
    a_1_1=False
    a_1_2=False
    a_1_3=False
    a_1_4=False
    a_1_5=False
    a_1_6=False
    a_1_7=False
    a_1_8=False
    a_1_9=False
    a_1_10=False
    a_1_11=False