10 - 凯撒加密的奥义

鱼C-小师妹

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《罗马帝王传》中描述了古罗马恺撒大帝在公元 2 世纪使用的一种加密方法。

它通过将字母按字母表中的顺序后移 3 位起到加密作用，如将字母 A 换作字母 D，将字母 B 换作字母 E，以此类推。

假如有这样一道命令 RETURN TO ROME，在用恺撒的方法加密之后就成为 UHWXUQ WR URPH 这样的密文。

这样即使被敌军截获，也无法从字面上获得有用信息。

在《罗马帝王传》中还说到解密方法:

如果想知道它们的意思，得用第4个字母置换第1个字母，即以D代A，以此类推。

当恺撒的将领们收到密文后，会按此法将密文还原，然后执行恺撒的命令。

虽然没有史书记载恺撒加密术在当时的效果如何，但是从恺撒所取得的军事成就来看，相信它在当时是安全可靠的。

现在我们利用计算机程序破解恺撒密码是轻而易举的事情！

今天我们就编写一个程序实现恺撒加密算法。

用英文输入一句话，只加密字母，加密规则是：

将字母 A 换作字母 D，B 变成 E……以此类推 X 将变成 A，Y 变成 B，Z 成 C。

加密时区分字母的大小写。

听起来是不是很有趣的亚子！！

为方便使用，我们先按照恺撒加密法的规则制成明文和密文字母对照表，如下。

明文字母表: ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

密文字母表: DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC

小写也是一样的哦。

这样通信时，利用对照表很容易实现明文和密文之间的转换了。

例如，明文是 I Love FishC 。

那么按照上面的映射规则，密文是：

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我们人类是可以这样来用的，计算机怎么办呢？

最简单的方式就是利用 ASCII 码。

ASCII ((American Standard Code for Information Interchange): 美国信息交换标准代码）是基于拉丁字母的一套电脑编码系统，主要用于显示现代英语和其他西欧语言。

例如，大写字母 A 的 ASCII 码为 65，小写字母 a 的 ASCII 码为 97 。

利用 ord() 函数可以获取一个字符的 ASCII 码：



如果知道一个字符的 ASCII 码，利用 chr() 函数可以将其转为对应的字符：



补充一个知识点：

英文字母的大小写是分别连续的

大写字母 A - Z 的 ASCII 码是 65 - 90 。

小写字母 a - z 的 ASCII 码 是 97 - 122 。

大家可以去网上搜 ASCII 码表，这里就不配图咯。

现在来说下如何利用 ASCII 码进行恺撒加密的方法：

• 对于字母 A～W 或 a～w，将字母的 ASCII 码加上 3
• 对于字母 X～Z 或 x～z，将字母的 ASCII 码减去 23
  

第二点是因为 ASCII 码加 3 就会变成其他字符而非我们要的字母。

例如，要将 F 替换 I，可以进行如下操作：

1. >>> chr(ord('F')+3)
   
2. 'I'

复制代码

先将 ASCII 码加 3，然后再转为对应字母。

同样当处理 XYZ 或 xyz 时，需要折回到字母序列的开头，替换为 ABC 或 abc 。

例如，将 X 替换为 A，可以进行如下操作：

1. >>> chr(ord('X')-23)
   
2. 'A'

复制代码

这两个核心转换有了，剩下的就好说了！

我们先将输入的明文字符串存放到变量 text 中，再创建一个计数型循环结构，以计数器i作为字符串的下标。

逐个读取明文字符串 text 中的字符，加密后存放到密文字符串 secret 中。

循环控制条件是 i＜len(text)，其中 len() 函数用于获取字符串的长度。

判断如果 i＜len(text) 为真，就从明文字符串 text 中读取一个字符，存放到变量 c 中。

如果为假，就意味着可以输出结果咯。

接下来判断 c 中的值，然后依次进行上面两种转换。

转换后将加密字符连接到字符串 secret 中。

如果不是字符我们就不加密啦，该是什么就是什么，直接放到 secret 中。

程序设计就是这样啦，学到现在，应该已经具备独立画成流程的能力咯！

这里请暂停视频自己去画，假设你画好啦，来看和小师妹的一样吗：

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流程图有了，直接写代码： P10.py.zip (704 Bytes, 下载次数: 49, 售价: 6 鱼币)

2021-5-23 19:26 上传

点击文件名下载附件

看起来很难的加密，就这么被我们用几行代码攻破咯！

好了，下课！