凱撒密碼 是密碼學中的一種簡單的 替換加密 技術。明文中的所有字符都會替換為其按照字母表順序向左（或向右）偏移一定量后得到的新字母，作為加密后密文。

如當偏移量為 3 時，明文中所有的字母 A 將被替換成字母 D，B 替換成 E，以此類推。

若收到密文的同時已知加密時使用的偏移量，就可以快速地通過逆運算獲取到最初的明文。

下面兩張圖展示了當偏移量為 8 時明文字母與密文字母的對應關系（圖一即凱撒密碼輪盤，外層為明文，內層為密文，可旋轉以改變偏移量）以及實際的加密過程（圖二）：

PS：對一段明文消息連續應用多個不同的偏移量進行凱撒密碼規則的加密，并不會增強安全等級。即輪盤的多次旋轉，實際上等同于抵消后的一次旋轉。多次應用的不同偏移量，最終等同于抵消后的一次偏移量，對于暴力破解來說并不會增加復雜度。

如第一次對明文實施偏移 3 位的凱撒加密，再對生成的密文實施偏移 10 位的加密，實際上相當于對最初的明文實施了偏移 13 位的加密。

二、Python 實現凱撒密碼

源代碼：

while True: key = input('Please input a key number (like 13):n') or 13 mode = input('nPlease input mode (encrypt or decrypt):n') or 'encrypt' symbols = ’ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz1234567890 !?.’ # 根據數字 key 對字母表 symbols 進行偏移操作，形成密文字母表 ciphers ciphers = symbols[int(key):] + symbols[:int(key)] # 根據加密與解密動作，生成明文字母到密文字母（或密文到明文）的對應關系 transtab = str.maketrans(symbols, ciphers) if mode == ’encrypt’ else str.maketrans(ciphers, symbols) message = input('nPlease input plaintext or ciphertext:n') # 完成明文到密文（或密文到明文）的轉換 result = message.translate(transtab) print(f'nThe result is: {result}nn')

運行效果如下：

Please input a key number (like 13):13

Please input mode (encrypt or decrypt):encrypt

Please input plaintext or ciphertext:This is my secret message.

The result is: guv6Jv6Jz!J6rp5r7Jzr66ntrM

Please input a key number (like 13):13

Please input mode (encrypt or decrypt):decrypt

Please input plaintext or ciphertext:guv6Jv6Jz!J6rp5r7Jzr66ntrM

The result is: This is my secret message.

三、Python 對凱撒密碼的爆破

即在加密用的 key 值未知的情況下，嘗試所有可能的 key 值（0 到字母表長度減一）對密文進行解密，輸出以查看解密出的明文是否有意義。

源代碼：

symbols = ’ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz1234567890 !?.’ciphertext = input('Please input ciphertext:n')for key in range(len(symbols)): ciphers = symbols[key:] + symbols[:key] transtab = str.maketrans(ciphers, symbols) plaintext = ciphertext.translate(transtab) print(f’Key #{key}: {plaintext}’)

運行效果如下：

Please input ciphertext:guv6Jv6Jz!J6rp5r7Jzr66ntrMKey #0: guv6Jv6Jz!J6rp5r7Jzr66ntrMKey #1: ftu5Iu5Iy I5qo4q6Iyq55msqLKey #2: est4Ht4Hx0H4pn3p5Hxp44lrpKKey #3: drs3Gs3Gw9G3om2o4Gwo33kqoJKey #4: cqr2Fr2Fv8F2nl1n3Fvn22jpnIKey #5: bpq1Eq1Eu7E1mkzm2Eum11iomHKey #6: aopzDpzDt6Dzljyl1DtlzzhnlGKey #7: ZnoyCoyCs5CykixkzCskyygmkFKey #8: YmnxBnxBr4BxjhwjyBrjxxfljEKey #9: XlmwAmwAq3AwigvixAqiwwekiDKey #10: Wklv.lv.p2.vhfuhw.phvvdjhCKey #11: Vjku?ku?o1?ugetgv?oguucigBKey #12: Uijt!jt!nz!tfdsfu!nfttbhfAKey #13: This is my secret message.Key #14: Sghr0hr0lx0rdbqds0ldrrZfd?Key #15: Rfgq9gq9kw9qcapcr9kcqqYec!...

參考資料

Cracking Codes with Python

以上就是python 密碼學示例——凱撒密碼的實現的詳細內容，更多關于python 凱撒密碼的資料請關注好吧啦網其它相關文章！