Немного о проекте
Мне, лично, давно была интересна тема шифрования информации, однако, каждый раз погрузившись в эту тему, я осознавал насколько это сложно и понял, что лучше начать с чего-то более простого. Я, лично, планирую написать некоторое количество статей на эту тему, в которых я покажу вам различные алгоритмы шифрования и их реализацию в Python, продемонстрирую и разберу свой проект, созданный в этом направлении. Итак, начнем.
Для начала, я бы хотел рассказать вам какие уже известные алгоритмы мы рассмотрим, в моих статьях. Список вам представлен ниже:
-
Шифр Цезаря
-
Шифр Виженера
-
Шифр замены
-
Омофонический шифр
-
RSA шифрование
Шифр Цезаря
Итак, после небольшого введения в цикл, я предлагаю все-таки перейти к основной теме сегодняшней статьи, а именно к Шифру Цезаря.
Что это такое?
Шифр Цезаря - это простой тип подстановочного шифра, где каждая буква обычного текста заменяется буквой с фиксированным числом позиций вниз по алфавиту. Принцип его действия можно увидеть в следующей иллюстрации:
Какими особенностями он обладает?
У Шифра Цезаря, как у алгоритма шифрования, я могу выделить две основные особенности. Первая особенность - это простота и доступность метода шифрования, который, возможно поможет вам погрузится в эту тему, вторая особенность - это, собственно говоря, сам метод шифрования.
Программная реализация
В интернете существует огромное множество уроков, связанных с криптографией в питоне, однако, я написал максимально простой и интуитивно понятный код, структуру которого я вам продемонстрирую.
Начнем, пожалуй, с создания алфавита. Для этого вы можете скопировать приведенную ниже строку или написать все руками.
alfavit = 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZАБВГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЬЭЮЯАБВГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЬЭЮЯ'# Создаем алфавит
Далее, нам нужно обозначить программе шаг, то есть смещение при шифровании. Так, например, если мы напишем букву "а" в сообщении, тот при шаге "2", программа выведет нам букву "в".
Итак, создаем переменную smeshenie, которая будет
вручную задаваться пользователем, и message, куда будет
помещаться наше сообщение, и, с помощью метода
upper(), возводим все символы в нашем сообщении в
верхний регистр, чтобы у нас не было ошибок. Потом создаем просто
пустую переменную itog, куда мы буем выводить зашифрованное
сообщение. Для этого пишем следующее:
smeshenie = int(input('Шаг шифровки: ')) #Создаем переменную с шагом шифровкиmessage = input("Сообщение для шифровки: ").upper() #создаем переменнную, куда запишем наше сообщениеitog = '' #создаем переменную для вывода итогового сообщения
Итак, теперь переходим к самому алгоритму шифровки. Первым делом
создаем циклfor, где мы определим место букв,
задействованных в сообщении, в нашем списке alfavit, после
чего определяем их новые места (далее я постараюсь насытить код с
пояснениями):
for i in message: mesto = alfavit.find(i) #Вычисляем места символов в списке new_mesto = mesto + smeshenie #Сдвигаем символы на указанный в переменной smeshenie шаг
Далее, мы создаем внутри нашего цикла условие if ,
в нем мы записываем в список itog мы записываем наше
сообщение уже в зашифрованном виде и выводим его:
if i in alfavit: itog += alfavit[new_mesto] # здесь мы прибавляем значение правого операнда к левому else: # и присваиваем эту сумму левому операнду. itog += iprint (itog)
Итоговый вид программы
Итак, вот мы и написали простейшую программу для шифрования методом Цезаря. Ниже я размещу общий вид программы без моих комментариев, чтобы вы еще раз смогли сравнить свою программу с моей:
alfavit = 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZАБВГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЬЭЮЯАБВГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЬЭЮЯ'smeshenie = int(input('Шаг шифровки: '))message = input("Сообщение для ДЕшифровки: ").upper()itog = ''for i in message: mesto = alfavit.find(i) new_mesto = mesto + smeshenie if i in alfavit: itog += alfavit[new_mesto] else: itog += iprint (itog)
Дешифровка сообщения
Возможно это прозвучит несколько смешно, но мы смогли только зашифровать сообщение, а насчет его дешифровки мы особо не задумывались, но теперь дело дошло и до неё.
По сути, дешифровка - это алгоритм обратный шифровке. Давайте немного переделаем наш код (итоговый вид вы можете увидеть выше).
Для начала, я предлагаю сделать "косметическую" часть нашей переделки. Для этого перемещаемся в самое начало кода:
alfavit = 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZАБВГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЬЭЮЯАБВГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЬЭЮЯ'smeshenie = int(input('Шаг шифровки: '))message = input("Сообщение для ДЕшифровки: ").upper() #заменяем слово шифровка, на дешифровкаitog = ''
Остальное можно оставить так же, но если у вас есть желание, то можете поменять названия переменных.
По большому счету, самые 'большие' изменения у нас произойдут в той части кода, где у нас находится алгоритм.
Итог
Вы успешно написали алгоритм шифровки и дешифровки сообщения на Python с помощью метода Цезаря. В следующей статье мы с вами рассмотрим Шифр Виженера, а также разберем его реализацию на Python, а пока я предлагаю вам написать в комментариях варианты модернизации программы(код или просо предложения и пожелания). Я обязательно учту ваше мнение.
