用Python实现s/c/a/r/e/c/r/o/w文本加密

Python 笔记

一、s/c/a/r/e/c/r/o/w加密方法简介

s/c/a/r/e/c/r/o/w是一种基于置换密码的加密方法，它将明文中的每个字符都映射到一组随机排列的字符中的一个，从而实现加密。例如，s/c/a/r/e/c/r/o/w加密表可以与如下：

   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
1  s c a r e c r o w b d f g h i j k l m n p q t u v x z y
2  d f g h i j k l m n p q t u v x z y s c a r e c r o w
3  m n p q t u v x z y s c a r e c r o w b d f g h i j k l
...

使用这个加密表对明文中的字符进行加密，我们只需要将明文中的每个字符查找在表中对应的位置上的字符，将这些字符依次排列，就可以得到密文。对于这个加密表，明文HELLO可以加密为WRYYJ。

二、实现步骤

要用Python实现s/c/a/r/e/c/r/o/w加密，我们需要先用字典数据结构将加密表保存起来。这可以通过将ABCDE...映射到一个列表中的某个随机排列来实现。

具体步骤如下：

1. 对于26个字母，生成一个随机排列。这可以通过Python内置的random模块中的shuffle函数实现，参考代码如下：

import random
alphabet = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
key = list(alphabet)
random.shuffle(key)

2. 然后使用Python中的字典数据结构存储加密表。加密表的键是字母表中的每个字母，而值则是该字母在随机排列后的位置上的字母。参考代码如下：

encrypt_table = {}
for i, letter in enumerate(alphabet):
    encrypt_table[letter] = key[i]

3. 加密的实现方法比较简单。首先需要将明文转换为大写字母，防止大小写混淆。接着遍历明文中的每个字符，查找它在加密表中的对应字符，并将结果加到密文字符串中。参考代码如下：

def encrypt(s):
    s = s.upper()
    ciphertext = ""
    for letter in s:
        if letter in encrypt_table:
            ciphertext += encrypt_table[letter]
        else:
            ciphertext += letter
    return ciphertext

4. 解密的实现也比较简单。由于加密表是单向的，我们只需要将密文中的每个字符查找在加密表的值中对应的键，就可以得到明文。参考代码如下：

def decrypt(s):
    plaintext = ""
    for letter in s:
        if letter in encrypt_table.values():
            for key, value in encrypt_table.items():
                if letter == value:
                    plaintext += key
        else:
            plaintext += letter
    return plaintext

三、测试

为了验证我们实现的s/c/a/r/e/c/r/o/w加密算法是否正确，可以编写一些简单的测试用例。参考代码如下：

key = ['S', 'C', 'A', 'R', 'E', 'C', 'R', 'O', 'W', 'B', 'D', 'F', 'G', 'H', 'I', 'J', 'K', 'L', 'M', 'N', 'P', 'Q', 'T', 'U', 'V', 'X', 'Z', 'Y']
encrypt_table = {'A': 'S', 'B': 'C', 'C': 'A', 'D': 'R', 'E': 'E', 'F': 'C', 'G': 'R', 'H': 'O', 'I': 'W', 'J': 'B', 'K': 'D', 'L': 'F', 'M': 'G', 'N': 'H', 'O': 'I', 'P': 'J', 'Q': 'K', 'R': 'L', 'S': 'M', 'T': 'N', 'U': 'P', 'V': 'Q', 'W': 'T', 'X': 'U', 'Y': 'V', 'Z': 'X'}
assert encrypt("HELLO") == "WRYYJ"
assert decrypt("WRYYJ") == "HELLO"
assert encrypt("A quick brown fox jumps over the lazy dog") == "S WKPIS HAMRG JZB XOVCF HUQY EOJ WBRN KNL"
assert decrypt("S WKPIS HAMRG JZB XOVCF HUQY EOJ WBRN KNL") == "A QUICK BROWN FOX JUMPS OVER THE LAZY DOG"

四、总结

本文讲解了如何用Python实现s/c/a/r/e/c/r/o/w加密算法。该算法基于置换加密，可以有效保护文字内容的隐私。为了使文章更好的理解，请读者可以先实现一下代码，并编写更多的测试用例