python实现栅栏加解密 支持密钥加密
时间：2020-10-18 14:17:48|栏目：Python代码|点击： 次
栅栏加解密是对较短字符串的一种处理方式，给定行数Row，根据字符串长度计算出列数Column，构成一个方阵。
加密过程：就是按列依次从上到下对明文进行排列，然后按照密钥对各行进行打乱，最后以行顺序从左至右进行合并形成密文。
解密过程：将上述过程进行逆推，对每一行根据密钥的顺序回复到原始的方阵的顺序，并从密文回复原始的方阵，最后按列的顺序从上到下从左至右解密。
具体实现如下：所有实现封装到一个类RailFence中，初始化时可以指定列数和密钥，默认列数为2，无密钥。初始化函数如下：
def __init__(self, row = 2, mask = None): if row < 2: raise ValueError(u'Not acceptable row number or mask value') self.Row = row if mask != None and not isinstance(mask, (types.StringType, types.UnicodeType)): raise ValueError(u'Not acceptable mask value') self.Mask = mask self.Length = 0 self.Column = 0
加密过程，可以选择是否去除空白字符。首先是类型检查，列数计算等工作，核心是通过计算的参数得到gird这个二维列表表示的方阵，也是栅栏加密的核心。具体实现如下：
def encrypt(self, src, nowhitespace = False):
if not isinstance(src, (types.StringType, types.UnicodeType)):
raise TypeError(u'Encryption src text is not string')
if nowhitespace:
self.NoWhiteSpace = ''
for i in src:
if i in string.whitespace: continue
self.NoWhiteSpace += i
else:
self.NoWhiteSpace = src
self.Length = len(self.NoWhiteSpace)
self.Column = int(math.ceil(self.Length / self.Row))
try:
self.__check()
except Exception, msg:
print msg
#get mask order
self.__getOrder()
grid = [[] for i in range(self.Row)]
for c in range(self.Column):
endIndex = (c + 1) * self.Row
if endIndex > self.Length:
endIndex = self.Length
r = self.NoWhiteSpace[c * self.Row : endIndex]
for i,j in enumerate(r):
if self.Mask != None and len(self.Order) > 0:
grid[self.Order[i]].append(j)
else:
grid[i].append(j)
return ''.join([''.join(l) for l in grid])
其中主要的方法是按照列数遍历，每次从明文中取列数个数的字符串保存在遍历 r 中，其中需要处理最后一列的结束下标是否超过字符串长度。然后将这一列字符串依次按照顺序加入到方阵grid的各列对应位置。
解密过程复杂一些，因为有密钥对顺序的打乱，需要先恢复打乱的各行的顺序，得到之前的方阵之后，再按照列的顺序依次连接字符串得到解密后的字符串。具体实现如下：
def decrypt(self, dst):
if not isinstance(dst, (types.StringType, types.UnicodeType)):
raise TypeError(u'Decryption dst text is not string')
self.Length = len(dst)
self.Column = int(math.ceil(self.Length / self.Row))
try:
self.__check()
except Exception, msg:
print msg
#get mask order
self.__getOrder()
grid = [[] for i in range(self.Row)]
space = self.Row * self.Column - self.Length
ns = self.Row - space
prevE = 0
for i in range(self.Row):
if self.Mask != None:
s = prevE
O = 0
for x,y in enumerate(self.Order):
if i == y:
O = x
break
if O < ns: e = s + self.Column
else: e = s + (self.Column - 1)
r = dst[s : e]
prevE = e
grid[O] = list(r)
else:
startIndex = 0
endIndex = 0
if i < self.Row - space:
startIndex = i * self.Column
endIndex = startIndex + self.Column
else:
startIndex = ns * self.Column + (i - ns) * (self.Column - 1)
endIndex = startIndex + (self.Column - 1)
r = dst[startIndex:endIndex]
grid[i] = list(r)
res = ''
for c in range(self.Column):
for i in range(self.Row):
line = grid[i]
if len(line) == c:
res += ' '
else:
res += line[c]
return res
实际运行
测试代码如下，以4行加密，密钥为bcaf：
rf = RailFence(4, 'bcaf')
e = rf.encrypt('the anwser is wctf{C01umnar},if u is a big new,u can help us think more question,tks.')
print "Encrypt: ",e
print "Decrypt: ", rf.decrypt(e)
结果如下图：
说明：这里给出的解密过程是已知加密的列数，如果未知，只需要遍历列数，重复调用解密函数即可。
完整代码详见这里
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