Python实现栅栏密码

栅栏密码（Rail Fence Cipher）是一种简单的置换密码，它是通过将明文按照一定的规则排列成多行文字，然后按行读取来加密的。在解密时，再根据密文的长度和栏数（即栅栏的高度）还原成原文。具体实现方式如下：

1. 确定栅栏的高度（即栅栏数），比如2、3、4等。
2. 将明文按顺序分配到不同行中，每行字符依次排列。
3. 按照栅栏数，从上到下，从下到上交替读取字符，形成密文。

以栅栏数为2为例，明文"HELLOWORLD"加密过程如下：

H . . . O . . . R . . .
. E . L . W . L . D .

密文为"HORELWLDO"

解密时，根据栅栏数和密文长度，先创建相应高度的栅栏，然后按照密文的顺序填充到对应的栅栏中，再按行顺序读出原文。

Python实现栅栏密码的示例代码如下：

def rail_fence_encrypt(plain_text, num_rails):
    # 分割明文到不同栏中
    rows = [''] * num_rails
    # 当前栏的索引
    current_rail = 0
    # 方向标记：True为向下，False为向上
    going_down = True

    for char in plain_text:
        rows[current_rail] += char
        # 改变方向
        if current_rail == 0 or current_rail == num_rails - 1:
            going_down = not going_down
        # 移动到下一行
        current_rail += 1 if going_down else -1

    # 拼接所有栏得到密文
    return ''.join(rows)

def rail_fence_decrypt(cipher_text, num_rails):
    # 计算每栏的字符数
    num_chars = len(cipher_text)
    num_rail_chars = []
    for i in range(num_rails):
        num_rail_chars.append((num_chars - 1) // (num_rails - 1) + 1)
    num_rail_chars[0] += num_chars - sum(num_rail_chars)

    # 分割密文到不同栏中
    rows = list(cipher_text[:num_rail_chars[0]])
    current_rail = 0
    going_down = False

    for i in range(1, num_rails):
        # 移动到下一行
        while len(rows[current_rail]) < num_rail_chars[i]:
            current_rail += 1 if going_down else -1
            going_down = not going_down
        rows.append(cipher_text[num_rail_chars[0]:num_rail_chars[0] + num_rail_chars[i]])

    # 重建明文
    current_rail = 0
    going_down = True
    index = 0
    decrypted_text = ''
    for i in range(num_chars):
        decrypted_text += rows[current_rail][index]
        if current_rail == 0 or current_rail == num_rails - 1:
            going_down = not going_down
        index += 1 if going_down else -1
        current_rail += 1 if going_down else -1

    return decrypted_text

# 使用示例
plain_text = "HELLOWORLD"
num_rails = 3
cipher_text = rail_fence_encrypt(plain_text, num_rails)
print("密文:", cipher_text)
original_text = rail_fence_decrypt(cipher_text, num_rails)
print("解密后的原文:", original_text)