Привет! Меня зовут Алексей, и я с удовольствием поделюсь своим опытом компьютерной реализации различных шифров подстановки и перестановки на языке программирования Python.
1. Шифр Цезаря⁚
Шифр Цезаря ⎻ это один из самых простых и известных шифров. В этом шифре каждая буква заменяется на другую букву, расположенную на определенном смещении в алфавите. Например, при смещении 3, буква ″А″ станет ″Г″, ″Б″ станет ″Д″ и т.д.. Для реализации данного шифра вам потребуется использовать функции для работы с символами и строки в Python.python
def caesar_cipher(message, shift)⁚
ciphered_message ″″
for char in message⁚
# Проверяем, является ли символ буквой
if char.isalpha⁚
# Определяем смещение для символа верхнего или нижнего регистра
if char.isupper⁚
base ord(‘A’)
else⁚
base ord(‘a’)
# Выполняем смещение символа и добавляем его к зашифрованному сообщению
ciphered_message chr((ord(char) ⎻ base shift) % 26 base)
else⁚
# Если символ не является буквой, оставляем его без изменений
ciphered_message char
return ciphered_message
2. Шифр Виженера⁚
Шифр Виженера ⎻ это полиалфавитный шифр, в котором каждая буква сообщения заменяется на другую букву, используя ключевое слово. Ключевое слово повторяется до длины сообщения, и каждая буква сообщения соответствует своей букве из ключевого слова. Реализация шифра Виженера требует использования циклов и функций для работы с символами.python
def vigenere_cipher(message, keyword)⁚
ciphered_message ″″
keyword_index 0
for char in message⁚
# Проверяем, является ли символ буквой
if char.isalpha⁚
# Определяем смещение для символа верхнего или нижнего регистра
if char.isupper⁚
base ord(‘A’)
else⁚
base ord(‘a’)
# Выполняем смещение символа и добавляем его к зашифрованному сообщению
shift ord(keyword[keyword_index % len(keyword)]) ⎻ base
ciphered_message chr((ord(char) ⎻ base shift) % 26 base)
keyword_index 1
else⁚
# Если символ не является буквой, оставляем его без изменений
ciphered_message char
return ciphered_message
3. Шифр Вернама⁚
Шифр Вернама, также известный как шифр одноразового блокнота, является криптографической системой, в которой каждая буква сообщения комбинируется с символом из случайной ключевой последовательности таким образом, что исходное сообщение невозможно восстановить без знания ключа. Для реализации этого шифра понадобится генерировать случайный ключевой поток и выполнять операцию XOR (исключающее ИЛИ) для каждой буквы сообщения и ключа.python
import random
def vernam_cipher(message)⁚
ciphered_message ″″
key ″″
for _ in message⁚
# Генерируем случайный символ для ключа
random_char chr(random.randint(0, 255))
key random_char
# Выполняем XOR с символом из ключа
ciphered_char chr(ord(_) ^ ord(random_char))
ciphered_message ciphered_char
return ciphered_message, key
4. Шифр табличной маршрутной перестановки⁚
Шифр табличной маршрутной перестановки — это шифр, в котором буквы сообщения переставляются по определенной таблице. Например, буквы могут быть записаны по строкам таблицы, а зашифрованное сообщение можно получить, переставляя столбцы таблицы. Реализация этого шифра потребует использования вложенных циклов для создания таблицы и перестановки символов сообщения.python
def route_cipher(message, rows, columns)⁚
ciphered_message ″″
table [[″″ for _ in range(columns)] for _ in range(rows)]
index 0
for i in range(rows)⁚
for j in range(columns)⁚
# Записываем символ из сообщения в таблицу
table[i][j] message[index % len(message)]
index 1
for j in range(columns)⁚
for i in range(rows)⁚
# Добавляем символ из таблицы к зашифрованному сообщению
ciphered_message table[i][j]
return ciphered_message
5. Шифр вертикальной перестановки⁚
Шифр вертикальной перестановки ⎻ это шифр, в котором буквы сообщения переставляются в соответствии с порядком символов в ключевом слове. Для реализации этого шифра необходимо переставить символы в сообщении в порядке возрастания символов ключевого слова.python
def vertical_permutation_cipher(message, keyword)⁚
ciphered_message ″″
sorted_keyword sorted(keyword)
for char in sorted_keyword⁚
# Ищем все позиции символа из ключевого слова в сообщении
positions [i for i, x in enumerate(message) if x char]
# Добавляем символы из сообщения с соответствующими позициями к зашифрованному сообщению
for position in positions⁚
ciphered_message message[position]
return ciphered_message
Я надеюсь, что эти примеры помогут вам понять, как можно выполнить компьютерную реализацию различных шифров подстановки и перестановки на языке программирования Python. Помните, что криптография ⎻ это сложная область, и реализация шифров должна соответствовать конкретным требованиям и правилам криптографической безопасности.