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第1关:凯撒密码-加密
相关知识
为了完成本关任务,你需要掌握:1.string库,2.maketrans() 函数,3.translate()函数。
String 模块
要使用string
模块,我们需要先导入: import string
下面介绍几个string
的内置属性:
string.ascii_uppercase
所有大写字母string.ascii_lowercase
所有小写字母string.ascii_letters
所有字母string.digits
所有数字
示例如下:
import string
lower = string.ascii_lowercase
upper = string.ascii_uppercase
digit = string.digits
before = string.ascii_letters
输出:
abcdefghijklmnopqrstuvwxyz
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
0123456789
abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
maketrans() 和 translate()
由于两个函数要结合使用,所以就一起介绍了。
maketrans()
方法用于创建字符映射的转换表,对于接受两个参数的最简单的调用方式,第一个参数是字符串,表示需要转换的字符,第二个参数也是字符串表示转换的目标。
注:两个字符串的长度必须相同,为一 一对应的关系。
maketrans()
方法语法: str.maketrans(intab, outtab)
参数
intab
-- 字符串中要替代的字符组成的字符串。outtab
-- 相应的映射字符的字符串。
返回值 返回字符串转换后生成的新字符串。
translate()
方法根据参数table
给出的表(包含 256
个字符)转换字符串的字符, 要过滤掉的字符放到 del
参数中。
translate()
方法语法: str.translate(table[, deletechars])
参数
table
-- 翻译表,翻译表是通过maketrans方法转换而来。deletechars
-- 字符串中要过滤的字符列表。
返回值 返回翻译后的字符串。
示例如下: 示例一:
intab = "aeiou" # 原字符
outtab = "12345" # 用于替换的字符
# 想要加密的字符串的明文
txt = "this is string example....wow!!!"
# 创建映射转换表
# 将明文中字符"a、e、i、o、u"分别替换为"1、2、3、4、5",其他字符不变
trantab = ''.maketrans(intab, outtab)
# 输出加密后的结果
print(txt.translate(trantab))
输出: th3s 3s str3ng 2x1mpl2....w4w!!!
示例二:
intab = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz" # 原字符
outtab = "defghijklmnopqrstuvwxyzabc" # 用于替换的字符
# 想要加密的字符串的明文
txt = "this is string example....wow!!!"
# 创建映射转换表,用后面第3个字符替换
trantab = ''.maketrans(intab, outtab)
# 输出加密后的结果
print(txt.translate(trantab))
输出: wklv lv vwulqj hadpsoh....zrz!!!
输入输出格式
输入格式
输入为一行,是一个字符串。
输出格式
输出为一行,对输入的字符串进行加密后的字符串。
编程要求
根据提示,在右侧编辑器补充代码,实现凯撒加密:输入一个字符串,对字符串中的字母和数字进行加密(规定加密偏移量为3
,即后移三位),并输出加密后的字符串。
代码实现
import string
def caesar_cipher(text):
"""接收一个字符串为参数,采用字母表和数字中后面第n个字符代替当前字符的方法
对字符串中的字母和数字进行替换,实现加密效果,返回值为加密的字符串。
例如:2019 abc 替换为5342 def """
lower = string.ascii_lowercase # 小写字母
upper = string.ascii_uppercase # 大写字母
digit = string.digits # 数字
before = string.ascii_letters + digit # 字母+数字
after = lower[3:] + lower[:3] + upper[3:] + upper[:3] + digit[3:] +\
digit[:3] # 分别处理
table = ''.maketrans(before, after) # 创建字符映射表
ciphertext = text.translate(table) # 根据映射表进行字符转换
return ciphertext
if __name__ == '__main__':
plaintext = input() # 输入欲加密的字符串
# 输入整数偏移量
print(caesar_cipher(plaintext))
测试说明
平台会对你编写的代码进行测试:
测试输入:Open Box PassWord:2021
预期输出:Rshq Era SdvvZrug:5354
第2关:凯撒密码-解密
任务描述
本关任务:请编程计算偏移量,并用得到的偏移量解密读到的密文。
输入格式
输入为一行,一份新截获的密文字符串s1
。
输出格式
输出为两行: 第一行是敌方加密用偏移量 第二行是对s1
进行解密后的明文
相关知识
凯撒密码
凯撒加密方法可以依据移位的不同产生新的变化,如将每个字母左移19
位,就产生这样一个明密对照表(以大写字母为例):
明:ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
密:TUVWXYZABCDEFGHIJKLMNOPQRS
在这个加密表下,明文与密文的对照关系就变成:
明文:THE FAULT, DEAR BRUTUS, LIES NOT IN OUR STARS BUT IN OURSELVES.
密文:MAX YTNEM, WXTK UKNMNL, EBXL GHM BG HNK LMTKL UNM BG HNKLXEOXL.
这样,每改变一个偏移量的数值,就可得到一种不同的加密结果,这种方法可以在一定程度上提升加密强度。
Python String 模块内置常量
string.ascii_lowercase
全部小写字母string.ascii_uppercase
全部大写字母string.digits
数字0 - 9
def caesar_decrypt(text, offset):
"""接收一个加密的字符串text和一个整数offset为参数,采用字母表和数字中前面第offset个字符
代替当前字符的方法对字符串中的字母和数字进行替换,实现解密效果,返回值为解密的字符串。"""
lower = string.ascii_lowercase # 小写字母
upper = string.ascii_uppercase # 大写字母
digit = string.digits # 数字
before = string.ascii_letters + digit
after = lower[offset:] + lower[:offset] + upper[offset:] + upper[:offset] + digit[offset:] + digit[:offset]
table = ''.maketrans(after, before)
decrypt_text = text.translate(table)
return decrypt_text
推测偏移量
def find_offset(key_text, ciphertext):
"""接收一个单词和一个加密字符串为参数,尝试用[0,25]之间的数为偏移量进行解密。
如果key_text 在解密后的明文里,则说明解密成功。
找出偏移量数值并返回这个整数偏移量。"""
for i in range(26):
plain_text = caesar_decrypt(ciphertext, i) # 使用i作为偏移量,尝试解密得到明文
if key_text in plain_text: # 如果key_text在明文里,说明偏移值为i时能成功解密
return i
maketrans
maketrans()
方法用于创建字符映射的转换表,对于接受两个参数的最简单的调用方式,第一个参数是字符串,表示需要转换的字符,第二个参数也是字符串表示转换的目标。
语法
str.maketrans(intab, outtab)
参数说明
- intab - - 字符串中要替代的字符组成的字符串。
- outtab - - 相应的映射字符的字符串。
编程要求
在右侧编辑器中代码。具体要求如下: 某国截获一份情报如下:Yt gj, tw sty yt gj, ymfy nx f vzjxynts.
。 根据潜伏的特工传回的消息,知道这份情报的明文中有一个单词是 question
,且采用的是恺撒加密的方法,偏移量未知。 请编程计算偏移量,并用得到的偏移量解密读到的密文。
代码实现
import string
def caesar_decrypt(text, offset):
"""接收一个加密的字符串text和一个整数offset为参数,采用字母表和数字中前面第offset个字符
代替当前字符的方法对字符串中的字母和数字进行替换,实现解密效果,返回值为解密的字符串。"""
# 补充你的代码
lower = string.ascii_lowercase
upper = string.ascii_uppercase
digit = string.digits
before = string.ascii_letters + digit
after = lower[offset:] + lower[:offset] + upper[offset:] + upper[:offset] + digit[offset:] + digit[:offset]
table = ' '.maketrans(after,before)
decrypt_text = text.translate(table)
return decrypt_text
def find_offset(key_text, ciphertext):
"""接收一个单词和一个加密字符串为参数,尝试用[0,25]之间的数为偏移量进行解密。
如果key_text 在解密后的明文里,则说明解密成功。
找出偏移量数值并返回这个整数偏移量。"""
# 补充你的代码
for i in range(26):
plain_text = caesar_decrypt(ciphertext,i)
if key_text in plain_text:
return i
if __name__ == '__main__':
key_message = 'question' #密文中的已知单词
cipher_text = 'Yt gj,tw sty yt gj,ymfy nx f vzjxynts.' #截获的密文
secret_key = find_offset(key_message, cipher_text) #破解密码,得到密匙
print(f'密钥是{secret_key}')
target_text = input() #读入新密文,进行解密
#'Fyyfhp ts Ujfwq Mfwgtw ts Ijhjrgjw 2, 6496' #新密文,需要解密
print(caesar_decrypt(target_text, secret_key)) #解密,打印明文
测试说明
平台会对你编写的代码进行测试:
测试输入: Fyyfhp ts Ujfwq Mfwgtw ts Ijhjrgjw 2, 6496
预期输出: 密钥是5
Attack on Pearl Harbor on December 7, 1941