凯撒密码程序

一、实验目的：

通过实验熟练掌握凯撒密码算法，学会凯撒密码算法程序设计。

二、实验环境

软件工具：PyCharm Community Edition 2023.1.2

操作系统：Windows10

三、实验思想

在密码学中，恺撒密码（英语：Caesar cipher），或称恺撒加密、恺撒变换、变换加密，是一种最简单且最广为人知的加密技术。它是一种替换加密的技术，明文中的所有字母都在字母表上向后（或向前）按照一个固定数目进行偏移后被替换成密文。

根据偏移量的不同，还存在若干特定的恺撒密码名称：

• 偏移量为10：Avocat(A→K)

• 偏移量为13：ROT13

• 偏移量为-5：Cassis (K 6)

• 偏移量为-6：Cassette (K 7)

四、凯撒密码程序源代码

以下是一个Python实现凯撒密码加密和解密的例子：

def caesar_encrypt(text, shift):encrypted_text = ""for char in text:if char.isalpha():ascii_offset = ord('A') if char.isupper() else ord('a')encrypted_char = chr((ord(char) - ascii_offset + shift) % 26 + ascii_offset)encrypted_text += encrypted_charelse:encrypted_text += charreturn encrypted_textdef caesar_decrypt(text, shift):decrypted_text = ""for char in text:if char.isalpha():ascii_offset = ord('A') if char.isupper() else ord('a')decrypted_char = chr((ord(char) - ascii_offset - shift) % 26 + ascii_offset)decrypted_text += decrypted_charelse:decrypted_text += charreturn decrypted_text

使用上述函数，可以对给定的明文进行加密和解密操作:

plaintext = "HELLO"
shift = 3ciphertext = caesar_encrypt(plaintext, shift)
print("密文:", ciphertext)decrypted_text = caesar_decrypt(ciphertext, shift)
print("解密后的明文:", decrypted_text)

运行以上代码，结果将为

密文: KHOOR
解密后的明文: HELLO

五、凯撒密码程序原理

凯撒密码是一种替换加密技术，它的原理是将明文中的所有字母按照一个固定的偏移量进行替换，从而得到密文。具体来说，凯撒密码将字母表中的每个字母向后（或向前）移动固定的位置，这个位置就是偏移量。例如，如果偏移量为3，那么明文中的字母A将被替换为D，字母B将被替换为E，以此类推。这样，通过固定的偏移量，明文中的每个字母都被替换成了密文中的另一个字母。

凯撒密码的加密和解密过程是相同的，只需要将偏移量取反即可。例如，如果加密时使用的是向后偏移3个位置，那么解密时就需要向前偏移3个位置。这是因为向后偏移3个位置加密的密文，向前偏移3个位置就可以还原成原始的明文。

凯撒密码是一种非常简单的加密技术，容易被破解。因为字母表中只有26个字母，所以只需要尝试26种可能的偏移量，就可以找到正确的解密结果。因此，凯撒密码在现代加密中并不常用，但它是了解加密算法基本原理的一个很好的起点