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云影时空

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发表于 更新于 阅读次数： Valine：

序列密码又称流密码，原理是明文流和密钥流按顺序逐位异或运算，从而产出密文流，序列密码属于对合运算。

以下是典型的序列密码RC4的加解密算法实现。其中秘钥流产生算法由RSA和PRGA两个核心子算法组成。

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最近在备考软考信息安全工程师，学习到密码学部分，为了记忆更加深刻，将已经掌握并且觉得比较有趣的密码算法用Python来实现，简单记录一下。

古典密码接触到置换密码、代替密码和代数密码三种，其中置换密码相对简单，靠眼睛就可以完成加解密，所以没有必要实现了，代替密码主要有加法密码、乘法密码和仿射密码，仿射密码研究的是Vigenre密码，该密码是16世纪法国密码学家Vigenre使用过的密码，代数密码研究的是Vernam密码，该密码是美国电话电报公司的Gillbert Vernam在1917年为电报通信设计的一种非常方便的密码（我最喜欢这组密码）。

加法密码

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# coding:utf-8
# 加法密码实现
# 当前仅支持大写字符串加解密
# 秋风木叶 2019-3-10

# 字符串转单字符列表，再转为数字序列便于计算
def stoc(str):
    ch_list = []
    for i in str:
        ch_list.append(i) 
    return [ord(i)-65 for i in ch_list]

# Int to Chr
# 将数字序列还原成大写字母序列
def itoc(list_int):
    A = [chr(i+65) for i in list_int]
    ch = ""
    for i in A:
        ch += i
    return ch

# 计算密文序列
def Encrypt(Message,k,n):
    print('>>>使用加法密码算法进行加密（k={}, n={}）'.format(k,n))
    return itoc([i+k%n for i in stoc(Message)])

# 计算明文序列
def Decrypt(Ciphertext,k,n):
    # 解密方式1：通过构建密码表进行查表解密
    # 解密方式2：通过加密逆运算计算明文
    DecryptionType = 2
    if(DecryptionType == 1):
        print('>>>构建密码表：')
        A = [i for i in range(0,n)]
        print('>>>明文字母表：{}'.format(itoc(A)))
        B = Encrypt(itoc(A),k,n)
        print('>>>密文字母表：{}'.format(B))
        CiphertextTables = dict(zip(B,A))
        print('>>>构建密码表进行查表解密')
        return itoc([CiphertextTables[i] for i in Ciphertext])
    else:
        print('>>>通过加密逆运算进行解密（k的逆元为:{}）'.format(-k))
        return itoc([c-k+n %n for c in stoc(Ciphertext)])

if __name__=='__main__':
    # 当前仅支持大写字母串
    A = ('ABCDEF')
    print('输入的明文字符串为:{}'.format(A))
    B = Encrypt(A,7,26)
    print('加密后的密文：{}'.format(B))
    C = Decrypt(B,7,26)
    print('解密后的明文：{}'.format(C))

以上代码的执行结果：

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输入的明文字符串为:ABCDEF
>>>使用加法密码算法进行加密（k=7, n=26）
加密后的密文：HIJKLM
>>>通过加密逆运算进行解密（k的逆元为:-7）
解密后的明文：ABCDEF

加法密码比较简单，加解密过程既可以通过公式计算实现，也可以使用查表的方式获得，代码中解密过程就分别使用了加密逆运算和查表两种思路来实现。

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