仿射密码解密(Affine Cipher)

仿射密码是一种表单代换密码,字母表的每个字母相应的值使用一个简单的数学函数对应一个数值,再把对应数值转换成字母。

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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

加密函数:E(x) = (ax + b) (mod m),其中 a与b互质,m是编码系统中字母的个数(通常都是26)。

解密函数:D(x) = a^{-1} (x - b) (mod m),其中 a^{-1} 是 a 在Z_{m}群的乘法逆元。

下面就要介绍一下什么叫做乘法逆元:emmmmmm,好吧,我也不会,没看懂。

这是网上关于使用欧几里得算法求解乘法逆元——Python的代码:(我是一个勤劳的搬运工,不要夸我^_^)

#欧几里德算法求最大公约数
def get_gcd(a, b):
	k = a // b
	remainder = a % b
	while remainder != 0:
		a = b 
		b = remainder
		k = a // b
		remainder = a % b
	return b
	
#改进欧几里得算法求线性方程的x与y
def get_(a, b):
	if b == 0:
		return 1, 0
	else:
		k = a // b
		remainder = a % b		
		x1, y1 = get_(b, remainder)
		x, y = y1, x1 - k * y1			
	return x, y

a = input('a:')
b = input('b:')
a, b = int(a), int(b)
 
#将初始b的绝对值进行保存
if b < 0:
	m = abs(b)
else:
	m = b
flag = get_gcd(a, b)
 
#判断最大公约数是否为1,若不是则没有逆元
if flag == 1:	
	x, y = get_(a, b)	
	x0 = x % m #对于Python '%'就是求模运算,因此不需要'+m'
	print("所求的逆元:",x0) #x0就是所求的逆元
else:
	print("Do not have!")

比如求5关于模26的乘法逆元

 

下面举个例子,求解仿射密码(搬运工上线...):

我们以 E(x)=(5x+8) mod 26函数为例子进行介绍,加密字符串为 AFFINECIPHER,这里我们直接采用字母表26个字母作为编码系统

密文就是IHHWVCSWFRCP。

解密过程:

  1. 先求解5关于模26的乘法逆元,为21
  2. 解密函数就是D(x) = 21(x - 8) mod 26 
  3. 解密如下

 下面是关于求仿射密码的python3脚本(自己写的,有错请指正):

#仿射密码解密
#改进欧几里得算法求线性方程的x与y
def get(a, b):
    if b == 0:
        return 1, 0
    else:
        k = a //b
        remainder = a % b
        x1, y1 = get(b, remainder)
        x, y =y1, x1 - k * y1
    return x, y

s = input("请输入解密字符:").upper()
a = int(input("请输入a:"))
b = int(input("请输入b:"))

#求a关于26的乘法逆元
x, y = get(a, 26)
a1 = x % 26

l= len(s)
for i in range(l):
    cipher = a1 * (ord(s[i])- 65 - b) % 26
    res=chr(cipher + 65)
    print(res, end='')

这是我第一次写博客,有哪里不对的欢迎指正!多谢。

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