维吉尼亚密码(又译维热纳尔密码)是使用一系列凯撒密码组成密码字母表的加密算法,属于多表密码的一种简单形式。
在一个凯撒密码中,字母表中的每一字母都会作一定的偏移,例如偏移量为3时,A就转换为了D、B转换为了E……而维吉尼亚密码则是由一些偏移量不同的恺撒密码组成。
图1.
表格为了生成密码,需要使用表格法。这一表格(如图1所示)包括了26行字母表,每一行都由前一行向左偏移一位得到。具体使用哪一行字母表进行编译是基于密钥进行的,在过程中会不断地变换。
例如,假设明文为:
ATTACKATDAWN
选择某一关键词并重复而得到密钥,如关键词为LEMON时,密钥为:
LEMONLEMONLE
对于明文的第一个字母A,对应密钥的第一个字母L,于是使用表格中L行字母表进行加密,得到密文第一个字母L。类似地,明文第二个字母为T,在表格中使用对应的E行进行加密,得到密文第二个字母X。以此类推,可以得到:
明文:ATTACKATDAWN密钥:LEMONLEMONLE密文:LXFOPVEFRNHR
解密的过程则与加密相反。例如:根据密钥第一个字母L所对应的L行字母表,发现密文第一个字母L位于A列,因而明文第一个字母为A。密钥第二个字母E对应E行字母表,而密文第二个字母X位于此行T列,因而明文第二个字母为T。以此类推便可得到明文。
用数字0-25代替字母A-Z,维吉尼亚密码的加密文法可以写成同余的形式:
解密方法则能写成:
以下由python代码来实现维吉尼亚算法的密文求解:
str = input("请输入明文:") print("明文转化为数字:")//第一步,将明文转化为数字 array = [] array1 = [] array2 = [] for i in str: array.append(ord(i)-97)//ord()方法可以将字符转化为ascall数字 print(array) str2 = input("请输入密钥:") print("密钥转化为数字:")//第二步,将密钥转化为数字 for i in str2: array1.append(ord(i)-97) print(array1) for i in range(len(array)): array2.append(chr((array[i]+array1[i%len(str2)])%26+97))//chr()方法可以将ascall数字转换为字符 print("密文为:",array2)