破解單表字母加密

在本章中，你將學習單表字母加密及其使用 Python 進行破解的方法。

單表字母加密

單表字母加密對整個訊息使用固定的替換來進行加密。下面顯示了使用帶有 JSON 物件的 Python 字典的單表字母加密 −

monoalpha_cipher = {
   'a': 'm',
   'b': 'n',
   'c': 'b',
   'd': 'v',
   'e': 'c',
   'f': 'x',
   'g': 'z',
   'h': 'a',
   'i': 's',
   'j': 'd',
   'k': 'f',
   'l': 'g',
   'm': 'h',
   'n': 'j',
   'o': 'k',
   'p': 'l',
   'q': 'p',
   'r': 'o',
   's': 'i',
   't': 'u',
   'u': 'y',
   'v': 't',
   'w': 'r',
   'x': 'e',
   'y': 'w',
   'z': 'q',
	' ': ' ',
}

藉助於此字典，我們可以使用 JSON 物件中的關聯字母作為值的字母進行加密。以下程式將一個單表字母程式建立為一個類表示，其中包括加密和解密的所有函式。

from string import letters, digits
from random import shuffle

def random_monoalpha_cipher(pool = None):
   if pool is None:
      pool = letters + digits
   original_pool = list(pool)
   shuffled_pool = list(pool)
   shuffle(shuffled_pool)
   return dict(zip(original_pool, shuffled_pool))

def inverse_monoalpha_cipher(monoalpha_cipher):
   inverse_monoalpha = {}
   for key, value in monoalpha_cipher.iteritems():
      inverse_monoalpha[value] = key
   return inverse_monoalpha

def encrypt_with_monoalpha(message, monoalpha_cipher):
   encrypted_message = []
   for letter in message:
      encrypted_message.append(monoalpha_cipher.get(letter, letter))
   return ''.join(encrypted_message)

def decrypt_with_monoalpha(encrypted_message, monoalpha_cipher):
   return encrypt_with_monoalpha(
      encrypted_message,
      inverse_monoalpha_cipher(monoalpha_cipher)
   )

此檔案稍後被呼叫，以實現下面提到的單表字母加密的加密和解密過程 −

import monoalphabeticCipher as mc

cipher = mc.random_monoalpha_cipher()
print(cipher)
encrypted = mc.encrypt_with_monoalpha('Hello all you hackers out there!', cipher)
decrypted = mc.decrypt_with_monoalpha('sXGGt SGG Nt0 HSrLXFC t0U UHXFX!', cipher)

print(encrypted)
print(decrypted)

輸出

當你實現上面給出的程式碼時，你可以觀察到以下輸出 −

因此，你可以使用指定的鍵值對破解單表字母加密，該鍵值對將密文破解為實際的明文。