【Day 15】密碼學分類&凱薩解碼器實作

2023 iThome 鐵人賽

DAY 15

Security

資安小白的密碼學從0到1-CryptoHack平台解題紀錄系列第 16 篇

15th鐵人賽

zerocat

2023-09-25 23:48:38

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前言

此篇會先大致分類密碼類型，之後因為CryptoHack平台裡的course沒有古典密碼，只有現代密碼(對稱、非對稱)，所以古典密碼的練習我會改成去實作一個解碼器，比如說凱薩密碼
就會實作出輸入一個字串，輸出凱薩加/解密後的解果
(順便練習python的語法，真的好不熟QQ)

Caesar Cipher 凱薩密碼

為替換式加密

這張圖代表，位移量是3，所以
A向右移動3個英文字母，對應到D
B向右移動3個英文字母，對應到E
C向右移動3個英文字母，對應到F

如果向右3個發現沒得走了，就回到A開始，比如說

Y向右移動3個英文字母，會是Y -> Z -> A -> B
所以對應到B

大致了解後，嘗試利用python實現凱薩密碼的解碼器

凱薩加密最最最最最核心code

plaintext : 明文, encryptext : 密文, shift : 位移量
舉例為plaintext都為英文字母大寫的情況下

for i in plaintext:
    encryptext_char = chr(( ord(i) - ord('A') + shift ) % 26 + ord('A'))
    encryptext += encryptext_char

利用迴圈跑plaintext字串，之後( ord(i) - ord('A') + shift ) % 26 + ord('A')
用意為以防加到超出範圍，舉例來說
設shift = 3, 把X往右位移3
ord('X') + shift
這樣的話根據ASCII表可得知

88 + 3 = 91
chr(91) = '['
正常來講要回到'A'，所以我們不能這樣寫
所以要這樣!
chr(( ord('X') - ord('A') + shift ) % 26 + ord('A'))

ord('X') - ord('A') + shift

88 - 65 + 3 = 26

% 26

26 % 26 = 0

+ord('A')

0 + 65 = 65
chr(65) = 'A'
成功位移!

完整核心code

i.isalpha() -> 判斷 i 是否為英文字母
i.isupper() -> 判斷 i 是否為大寫英文字母
補充 : i.islower -> 判斷 i 是否為小寫英文字母

    for i in plaintext:
        if i.isalpha():
            if i.isupper():
                encryptext_char = chr(( ord(i) - ord('A') +shift ) % 26 + ord('A'))
            else:
                encryptext_char = chr(( ord(i) - ord('a') +shift ) % 26 + ord('a'))
        else :
            encryptext_char = chr(ord(i) + shift)
        encryptext += encryptext_char

最後encryptext就是我們位移過後的密文

接下來我們就可以來製作凱薩加/解密器了!
流程大概是

輸入要處理的字串 -> select 1 or 2
- select = 1(代表字串右移) -> 輸入位移量 ->
  呼叫 Caesar(plaintext, shift) -> 輸出處理完後的字串
- select = 2(代表字串左移) -> 輸入位移量 ->
  呼叫 Caesar(plaintext, shift*(-1)) -> 輸出處理完後的字串

def Caesar(plaintext, shift): 
    encryptext = ""
    for i in plaintext:
        if i.isalpha():
            if i.isupper():
                encryptext_char = chr(( ord(i) - ord('A') +shift ) % 26 + ord('A'))
            else:
                encryptext_char = chr(( ord(i) - ord('a') +shift ) % 26 + ord('a'))
        else :
            encryptext_char = chr(ord(i) + shift)
        encryptext += encryptext_char
    return encryptext

def main():
    plaintext = str(input('input string\n>>'))
    select = int(input("input 1 or 2 (right shift / left shift)\n>>"))
    shift = int(input("input shift\n>>"))
    if select == 1 :
        print("encryptext :", Caesar(plaintext, shift))
    else :
        print("encryptext :", Caesar(plaintext, shift*(-1)))

if __name__ == "__main__":
    main()

output