【python】 中英文混合块加密算法文本文件的块加密
2024-05-10 06:11:01
文章目录
- 一、中英文混合块加密算法
- 一、安装 numpy 包
- 二、需求
- 三、参考答案
- 二、文本文件的块加密
- 一、安装 numpy 包
- 二、需求
- **注意！注意！注意！**
- 三、参考答案
- 四、例子
一、中英文混合块加密算法
一、安装 numpy 包
方法如下：https://blog.csdn.net/weixin_45759918/article/details/124532318
二、需求
在英文块加密的基础上，完成中英文混合的块加密算法，中文字符从0x4e00开始，矩阵大小为145*145。
分析：这次的密码本需要多种形式组成，所以可以把字符先转为Unicode码的十进制形式再放入不同数组中。
密码本组成 = 中文Unicode字符 + 英文和标点Unicode字符 + 中文标点Unicode字符
145*145 = 20908 + 95 + 22
因为中文的标点符号在Unicode并不连续所以要单独列出来
其他的算法和加密英文没有区别，改改数就行。
注意：输入的字符有时有两个一样的内容（a=[‘人’,‘人’]），加密解密时设置跳过相同字符，要不然加密解密都出错。
中文标点符号的列表
chinesePunctuationList = [183, 215, 8212, 8216, 8217, 8220, 8221, 8230, 12289, 12290, 12298, 12302, 12303, 12304,12305, 65281, 65288, 65289, 65292, 65306, 65307, 65311]
可以参考这个图
三、参考答案
import numpy as np# \u4e00到\u9FAC + 32到126的单词字符 + 22个中文标点 == 145 ** 2
def makeMatrix():# 生成32-126的数字,过会放到汉字加密中englishCharactersList = []# 装填范围到checkList中(ascii码的规定可显示字符范围)i = 32while (i != 127):englishCharactersList.append(i)i += 1# 生成汉字的随机密码本chineseCharactersList = []# 4E00到9FC2 转为十进制为 19968-40876j = 19968while (j != 40877):chineseCharactersList.append(j)j += 1# 这里是中文的标点符号，还是要加进去的要不然出错了就。一共22个chinesePunctuationList = [183, 215, 8212, 8216, 8217, 8220, 8221, 8230, 12289, 12290, 12298, 12302, 12303, 12304,12305, 65281, 65288, 65289, 65292, 65306, 65307, 65311]allList = englishCharactersList + chineseCharactersList + chinesePunctuationList# 对两个矩阵的和进行乱序 145*145=21025# data --->> 乱序后的列表data = np.random.choice(allList, size=21025, replace=False)# 创建一个145行145列的二维矩阵，填充内容为'k'# words --->> 密码本words = np.full((145, 145), 'k')# 用于遍历data中的数x = 0# 循环将data中生成随机数输入words的二维矩阵。for i in range(145):for j in range(145):# 随机的数字直接转为字符words[i, j] = chr(int(data[x]))x += 1return words# 将输入的字符分割为两两一组的二维矩阵
# 输入： text --->> 用户输入
# 输出： data --->> 分割后的用户输入字符
def segmentationText(text):# 分割为一维数组textList = list(text)if len(textList) % 2 != 0:textList.append(" ")data = []for index in range(0, len(textList), 2):data.append(textList[index:index + 2])data = np.array(data)# print(f"分割后数据为:\n{data}")return data# 加密过程
# 块加密：生成一个随机的acsii可视范围的密码本(二维矩阵)，然后将明文分为两个字母一组的二维矩阵
# 设[A,B],其在二维矩阵的密码本中位置为 A(i,j),B(x,y)
# 如果其在密码本中同一列或同行，则互换内容 加密后为[C,D]其中 C(x,y),D(i,j) 等价于加密后密文为 [B,A]
# 若不在同行同列，则加密后为[C,D]其中 C(x,j),D(i,y) 等价于横坐标不变纵坐标变为对方纵坐标
# 输入： words --->> 密码本; data --->> 分割后的用户输入; text --->> 用户原输入
# 输出：cipher --->> 加密后文本
def encryption(words, data, text):# 密文cipher = []for i in range(len(data)):A = data[i, 0]B = data[i, 1]Ax, Ay, Bx, By = 0, 0, 0, 0# 如果两个字一样，确实要跳过，要不然解密加密都出问题if A == B:cipher.append(A)cipher.append(B)continue# 找到密码本中需要加密的文字的横纵坐标for x in range(145):for y in range(145):if words[x, y] == A:Ax = int(x)Ay = int(y)elif words[x, y] == B:Bx = int(x)By = int(y)# 判断同行同列，是则交换数据if Ax == Bx or Ay == By:A, B = B, Aelse:A = words[Bx, Ay]B = words[Ax, By]cipher.append(A)cipher.append(B)cipherStr = "".join(cipher)print(f"原文为：{text}")print(f"加密后文本为：{cipherStr}")return cipher# 解密，就是加密逆过程
# 同列同行交换的，换回来
# C(x,j),D(i,y)换回A(x,y),B(i,j)
# 输入：cipher --->> 加密后文本; words --->> 密码本; text --->> 用户原输入
def decryption(cipher, words, text):# 密文转为二维矩阵cipherList = segmentationText(cipher)# 破解翻译后的明文clear = []for i in range(len(cipherList)):A = cipherList[i, 0]B = cipherList[i, 1]Ax, Ay, Bx, By = 0, 0, 0, 0# 如果两个字一样，确实要跳过，要不然解密加密都出问题if A == B:clear.append(A)clear.append(B)continue# 找到密码本中需要加密的文字的横纵坐标for x in range(145):for y in range(145):if words[x, y] == A:Ax = int(x)Ay = int(y)elif words[x, y] == B:Bx = int(x)By = int(y)# 判断同行同列，是则交换数据if Ax == Bx or Ay == By:A, B = B, Aelse:A = words[Bx, Ay]B = words[Ax, By]clear.append(A)clear.append(B)clearStr = "".join(clear)print(f"原文为：{text}")print(f"解密为：{clearStr}")text = input("请输入需要加密的字符串：")
words = makeMatrix()
data = segmentationText(text)
print(f"分割后数据为:\n{data}")
cipher = encryption(words, data, text)
decryption(cipher, words, text)
二、文本文件的块加密
一、安装 numpy 包
方法如下：https://blog.csdn.net/weixin_45759918/article/details/124532318
二、需求
增加了从文件中读取到写入文件的问题，并且要将文件名也加密，其实只是入口不一样了，别的没有变化。
在读文件时候注意把**\n**这个东西去掉，要不然保存出问题注意！注意！注意！
需要加密的文件放在与py文件同一个文件夹下，这样可以直接写文件名，保存也会默认保存在这里。否则请使用绝对路径。
三、参考答案
import numpy as np
import os# \u4e00到\u9FAC + 32到126的单词字符 + 22个中文标点 == 145 ** 2
def makeMatrix():# 生成32-126的数字,过会放到汉字加密中englishCharactersList = []# 装填范围到checkList中(ascii码的规定可显示字符范围)i = 32while (i != 127):englishCharactersList.append(i)i += 1# 生成汉字的随机密码本chineseCharactersList = []# 4E00到9FC2 转为十进制为 19968-40876j = 19968while (j != 40877):chineseCharactersList.append(j)j += 1# 这里是中文的标点符号，还是要加进去的要不然出错了就。一共22个chinesePunctuationList = [183, 215, 8212, 8216, 8217, 8220, 8221, 8230, 12289, 12290, 12298, 12302, 12303, 12304,12305, 65281, 65288, 65289, 65292, 65306, 65307, 65311]allList = englishCharactersList + chineseCharactersList + chinesePunctuationList# 对两个矩阵的和进行乱序 145*145=21025# data --->> 乱序后的列表data = np.random.choice(allList, size=21025, replace=False)# 创建一个145行145列的二维矩阵，填充内容为'k'# words --->> 密码本words = np.full((145, 145), 'k')# 用于遍历data中的数x = 0# 循环将data中生成随机数输入words的二维矩阵。for i in range(145):for j in range(145):# 随机的数字直接转为字符words[i, j] = chr(int(data[x]))x += 1return words# 将输入的字符分割为两两一组的二维矩阵
# 输入： text --->> 用户输入
# 输出： data --->> 分割后的用户输入字符
def segmentationText(text):# 分割为一维数组textList = list(text)if '\n' in textList:x = 0for i in range(len(textList)):if i == "\n":textList[x] == " "x += 1# 如果输入的内容拆分后不为偶数，则给其末尾加个空格。if len(textList) % 2 != 0:textList.append(" ")data = []for index in range(0, len(textList), 2):data.append(textList[index:index + 2])data = np.array(data)# print(f"分割后数据为:\n{data}")return data# 加密过程
# 块加密：生成一个随机的acsii可视范围的密码本(二维矩阵)，然后将明文分为两个字母一组的二维矩阵
# 设[A,B],其在二维矩阵的密码本中位置为 A(i,j),B(x,y)
# 如果其在密码本中同一列或同行，则互换内容 加密后为[C,D]其中 C(x,y),D(i,j) 等价于加密后密文为 [B,A]
# 若不在同行同列，则加密后为[C,D]其中 C(x,j),D(i,y) 等价于横坐标不变纵坐标变为对方纵坐标
# 输入： words --->> 密码本; data --->> 分割后的用户输入; text --->> 用户原输入
# 输出：cipher --->> 加密后文本
# 加密过程
# 块加密：生成一个随机的acsii可视范围的密码本(二维矩阵)，然后将明文分为两个字母一组的二维矩阵
# 设[A,B],其在二维矩阵的密码本中位置为 A(i,j),B(x,y)
# 如果其在密码本中同一列或同行，则互换内容 加密后为[C,D]其中 C(x,y),D(i,j) 等价于加密后密文为 [B,A]
# 若不在同行同列，则加密后为[C,D]其中 C(x,j),D(i,y) 等价于横坐标不变纵坐标变为对方纵坐标
# 输入： words --->> 密码本; data --->> 分割后的用户输入; text --->> 用户原输入
# 输出：cipher --->> 加密后文本
def encryption(words, data, text):# 密文cipher = []for i in range(len(data)):A = data[i, 0]B = data[i, 1]Ax, Ay, Bx, By = 0, 0, 0, 0# 如果两个字一样，确实要跳过，要不然解密加密都出问题if A == B:cipher.append(A)cipher.append(B)continue# 找到密码本中需要加密的文字的横纵坐标for x in range(145):for y in range(145):if words[x, y] == A:Ax = int(x)Ay = int(y)elif words[x, y] == B:Bx = int(x)By = int(y)# 判断同行同列，是则交换数据if Ax == Bx or Ay == By:A, B = B, Aelse:A = words[Bx, Ay]B = words[Ax, By]cipher.append(A)cipher.append(B)cipherStr = "".join(cipher)print(f"原文为：{text}")print(f"加密后文本为：{cipherStr}")return cipher# 解密，就是加密逆过程
# 同列同行交换的，换回来
# C(x,j),D(i,y)换回A(x,y),B(i,j)
# 输入：cipher --->> 加密后文本; words --->> 密码本; text --->> 用户原输入
def decryption(cipher, words, text):# 密文转为二维矩阵cipherList = segmentationText(cipher)# 破解翻译后的明文clear = []for i in range(len(cipherList)):A = cipherList[i, 0]B = cipherList[i, 1]Ax, Ay, Bx, By = 0, 0, 0, 0# 如果两个字一样，确实要跳过，要不然解密加密都出问题if A == B:clear.append(A)clear.append(B)continue# 找到密码本中需要加密的文字的横纵坐标for x in range(145):for y in range(145):if words[x, y] == A:Ax = int(x)Ay = int(y)elif words[x, y] == B:Bx = int(x)By = int(y)# 判断同行同列，是则交换数据if Ax == Bx or Ay == By:A, B = B, Aelse:A = words[Bx, Ay]B = words[Ax, By]clear.append(A)clear.append(B)clearStr = "".join(clear)print(f"原文为：{text}")print(f"解密为：{clearStr}")# 读文件内容转字符串
# 输入：文件名
# 输出：读取的字符串
def readFile(fileName):strs = ""# 这样写读取完文件程序会自动关闭文件，不用手动关闭with open(fileName, 'r', encoding="UTF-8", newline=None) as file:strs = file.read().splitlines()st = "".join(strs)return st# 写入文件
# 输入：cipher --->> 加密后文本;fileName --->> 文件名;words --->> 密码本
def writeFile(cipher, fileName, words):# 加密后的文件名encryptionFileName = str(fileName.split(".")[0])# 加工后的文件名fileNameData = segmentationText(encryptionFileName)# 加密后的文件名fileNamecipher = encryption(words, fileNameData, encryptionFileName)# 加密和组合文件名st = "".join(fileNamecipher) + "." + fileName.split(".")[-1]# 写入文件with open(st, "w", encoding="UTF-8") as op:op.write("加密后文本为：" + "".join(cipher))op.close()# 打开加密后的文件os.system("notepad "+fileName+" && "+"notepad "+st)fileName = input("请输入需要加密的文件名：")
# 文件名
text = readFile(fileName)
# 密码本
words = makeMatrix()
# 加工后的用户输入
data = segmentationText(text)
print(f"分割后数据为:\n{data}")
# 加密文本
cipher = encryption(words, data, text)
# 解密文本
decryption(cipher, words, text)
# 文件写入
writeFile(cipher, fileName, words)四、例子
加密前：
加密后：
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