仿射密码全代码解密实战（python实现）

仿射密码简介

仿射密码的加密算法是一个线性变换，即对任意的明文字符x，先找到x对应的数字（a-z分别对应0-25），然后进行加密变换：$y=e(x)=a\ast x+b(mod26)$，找出数字y对应的字母x^*，x^*就是x的密文。
在知道a和b的前提下解密过程就是：$x=d(e(x))=a^{\prime }(e(x)-b)(mod26)$，其中$a^{\prime }$为a的逆元（$a\ast a^{\prime }=1(mod26$）。

实例

下面我们以 $e(x)=(5x+8)mod26$函数为例子进行介绍，要加密的字符串为 AFFINE CIPHER。

其对应的加密结果是 IHHWVCSWFRCP。
对于解密过程，正常解密者具有a与b，可以计算得到 $a^{\prime }$为 21，所以其解密函数是d(x)=21(x−8)(mod26)，解密如下：

加密算法

'''
加密算法
'''
def Reflect():
    d = {
     }
    j = 0
    for i in range(ord('a'), ord('z') + 1):
        d[chr(i)] = j
        j += 1
    return d
def Encode(a, b, s, d):
    c = ''
    for i in s:
        if i == ' ':
            c += i
            continue
        f = (a * d[i] + b) % 26
        for key, value in d.items():
            if value == f:
                c += key
                break
    return c

s = input('请输入要加密的字符串：')
s = s.lower()
print('-----------加密方程为a*x + b(mod 26)--------------')
a = eval(input('请输入参数a:'))
b = eval(input('请输入参数b:'))
d = Reflect()
c = Encode(a, b, s, d)
print('密文为:',c)

唯密文攻击破解实战

采用频率分析法，根据大量英文文献的统计得出，出现最多次数的两个英文字母为E和T，我们可以先统计出密文中个字母出现的次数，然后将出现最多的字母p1看做是由’E’加密而来的，将出现第二多p2的字母看做是由’T’加密而来的，令$e(x)=a\ast x+b(mod26)$，因为E对应4，T对应19，有$\{\begin{array}{l}4a+b=p1(mod26)\\ 19a+b=p2(mod26)\end{array}$
可以解出a与b的值，从而计算出明文值。若破译出的明文语义有误，则将’T’对应出现第三多的字母，重新计算a和b，依此类推，直到语义无误。
解密代码：

'''
唯密文攻击
'''
#频率分布列表
index = ['e', 't', 'a', 'o', 'i', 'n', 's', 'h', 'r', 'd', 'l', 'c', 'u', 'm', 'w', 'f', 'g', 'y', 'p', 'b', 'v', 'k', 'j', 'q', 'x', 'z']

def frequency_Sort(s):
    d = dict()
    for i in range(ord('a'),ord('z')+1):
        sum = 0
        for j in s:
            if ord(j)==i :
                sum += 1
        d[chr(i)] = sum
    d = sorted(d.items(), key = lambda x: x[1], reverse = True) #d的类型变为list,不再是dict
    c = []
    for k in d:
        c.append(k[0])
    return c

def coefficient(a, b, m, n):     #求系数
    x1 = d[a]
    x2 = d[b]
    y1 = d[m]
    y2 = d[n]
    k = 0
    f = (x2 - x1)%26
    point = (y2 - y1) % 26
    while f % point != 0:
        f += 26
        k += 1
        if k == 1000:
            break
    if k == 1000:
        return 2,0
    _a = ( f / point ) % 26
    _b = ( x1 - y1 * _a) % 26
    return _a , _b

def decodeFunction(a, b):
    q = []
    t = [0,1]
    numChu = 26 // a
    numYu = 26 % a
    while numYu != 0:
        q.append(numChu)
        j = a
        a = numYu
        numChu = j // a
        numYu = j % a
    q.append(numChu)
    for i in range(0,len(q) - 1):
        f = -q[i] * t[i + 1] + t[i]
        t.append(f)
    a = t[-1] % 26
    b = (-b * t[-1]) % 26
    return a, b
s = input('请输入密文：')
s = s.lower()
j = 0
d = dict()
for i in range(ord('a'), ord('z') + 1):
    d[chr(i)] = j
    j += 1
w = frequency_Sort(s)
bug = ''
for two in range(0, 25):
    for p1 in range(0, len(w) - 1):
        for p2 in range(p1 + 1, len(w)):
            a, b = coefficient(w[p1], w[p2], index[two], index[two + 1])
            if a % 2 == 0 or a % 13 == 0:
                continue
            a, b = decodeFunction(a, b)
            c = ''
            for i in s:
                if i == ' ':
                    c += i
                    continue
                f = (d[i]*a + b)%26
                for q,v in d.items():
                    if v == f:
                        c += q
                        break
            print('明文为：{}'.format(c))
            bug = input("若语义有误则输入'c'继续尝试（输入's'退出）：")
            if bug == 's':
                break
            else:
                continue
        if bug == 's':
            break
    if bug == 's':
        break

运行情况：
测试一

测试二（上面实例里的密文解密）