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七、凯撒破解

原文：http://inventwithpython.com/bigbookpython/project7.html

这个程序可以破解来自第六个项目的用凯撒密码加密的信息，即使你不知道密钥。凯撒密码只有 26 个可能的密钥，所以计算机可以很容易地尝试所有可能的解密，并向用户显示结果。在密码学中，我们称这种技术为暴力攻击。如果你想了解更多关于密码和密码破解的知识，你可以阅读我的书《Python 密码破解指南》（NoStarch 出版社，2018）。

运行示例

当您运行caesarhacker.py时，输出将如下所示：

Caesar Cipher Hacker, by Al Sweigart email@protected
Enter the encrypted Caesar cipher message to hack.
> QIIX QI FC XLI VSWI FYWLIW XSRMKLX.
Key #0: QIIX QI FC XLI VSWI FYWLIW XSRMKLX.
Key #1: PHHW PH EB WKH URVH EXVKHV WRQLJKW.
Key #2: OGGV OG DA VJG TQUG DWUJGU VQPKIJV.
Key #3: NFFU NF CZ UIF SPTF CVTIFT UPOJHIU.
Key #4: MEET ME BY THE ROSE BUSHES TONIGHT.
Key #5: LDDS LD AX SGD QNRD ATRGDR SNMHFGS.
Key #6: KCCR KC ZW RFC PMQC ZSQFCQ RMLGEFR.
`--snip--`

工作原理

请注意，这个程序中的第 20 行到第 36 行与凯撒密码程序中的第 55 行到第 78 行几乎相同。黑客程序实现了相同的解密代码，除了它是在一个for循环中实现的，这个循环为每一个可能的密钥运行代码。

不幸的是，黑客程序不够复杂，无法识别何时找到了正确的密钥。它依赖于人来读取输出，并识别哪个解密产生了原始英语（或任何被加密的书面语言）。《Python 密码破解指南》（NoStarch 出版社，2018）详细介绍了如何编写 Python 代码来检测英文消息。

"""Caesar Cipher Hacker, by Al Sweigart email@protected
This programs hacks messages encrypted with the Caesar cipher by doing
a brute force attack against every possible key.
More info at:
https://en.wikipedia.org/wiki/Caesar_cipher#Breaking_the_cipher
This code is available at https://nostarch.com/big-book-small-python-programming
Tags: tiny, beginner, cryptography, math"""

print('Caesar Cipher Hacker, by Al Sweigart email@protected')

# Let the user specify the message to hack:
print('Enter the encrypted Caesar cipher message to hack.')
message = input('> ')

# Every possible symbol that can be encrypted/decrypted:
# (This must match the SYMBOLS used when encrypting the message.)
SYMBOLS = 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ'

for key in range(len(SYMBOLS)):  # Loop through every possible key.
    translated = ''

    # Decrypt each symbol in the message:
    for symbol in message:
        if symbol in SYMBOLS:
            num = SYMBOLS.find(symbol)  # Get the number of the symbol.
            num = num - key  # Decrypt the number.

            # Handle the wrap-around if num is less than 0:
            if num < 0:
                num = num + len(SYMBOLS)

            # Add decrypted number's symbol to translated:
            translated = translated + SYMBOLS[num]
        else:
            # Just add the symbol without decrypting:
            translated = translated + symbol

    # Display the key being tested, along with its decrypted text:
    print('Key #{}: {}'.format(key, translated))

在输入源代码并运行几次之后，尝试对其进行实验性的修改。请记住，存储在SYMBOLS变量中的字符串必须与生成加密文本的凯撒密码程序中的SYMBOLS变量相匹配。

探索程序

试着找出下列问题的答案。尝试对代码进行一些修改，然后重新运行程序，看看这些修改有什么影响。

  1. 如果删除或注释掉第 20 行的translated = '',会得到什么错误信息？
  2. 如果把第 33 行的translated = translated + SYMBOLS[num]改成translated = translated + symbol会怎么样？
  3. 如果你在凯撒密码黑客程序中输入一条未加密的信息会发生什么？