用python语言实现Playfair密码

Playfair密码是一种替换密码，它将明文中的每个字母替换为另一个字母，以此来加密文本。Python中可以采用如下方式实现Playfair密码的加密和解密：

# 定义 Playfair 密码加密函数
def playfair_encrypt(plaintext, key):
    # 去掉明文中的空格并将其转换为大写，便于处理
    plaintext = plaintext.replace(" ", "").upper()
    # 生成 Playfair 密码的加密矩阵
    matrix = generate_matrix(key)
    # 将明文按照规则转换为密文
    ciphertext = ""
    for i in range(0, len(plaintext), 2):
        if i == len(plaintext) - 1:
            plaintext += "X"
        r1, c1 = find_position(matrix, plaintext[i])
        r2, c2 = find_position(matrix, plaintext[i+1])
        if r1 == r2:
            ciphertext += matrix[r1][(c1+1)%5] + matrix[r2][(c2+1)%5]
        elif c1 == c2:
            ciphertext += matrix[(r1+1)%5][c1] + matrix[(r2+1)%5][c2]
        else:
            ciphertext += matrix[r1][c2] + matrix[r2][c1]
    return ciphertext

# 定义 Playfair 密码解密函数
def playfair_decrypt(ciphertext, key):
    # 生成 Playfair 密码的解密矩阵
    matrix = generate_matrix(key)
    # 将密文按照规则转换为明文
    plaintext = ""
    for i in range(0, len(ciphertext), 2):
        r1, c1 = find_position(matrix, ciphertext[i])
        r2, c2 = find_position(matrix, ciphertext[i+1])
        if r1 == r2:
            plaintext += matrix[r1][(c1-1)%5] + matrix[r2][(c2-1)%5]
        elif c1 == c2:
            plaintext += matrix[(r1-1)%5][c1] + matrix[(r2-1)%5][c2]
        else:
            plaintext += matrix[r1][c2] + matrix[r2][c1]
    return plaintext

# 定义生成 Playfair 密码的加密矩阵函数
def generate_matrix(key):
    # 去掉密钥中的空格并将其转换为大写，便于处理
    key = key.replace(" ", "").upper()
    # 构建 Playfair 密码的加密矩阵
    matrix = []
    for i in range(5):
        row = []
        for j in range(5):
            row.append("")
        matrix.append(row)
    used_letters = []
    for letter in key:
        if letter not in used_letters:
            used_letters.append(letter)
    for i in range(26):
        letter = chr(i+65)
        if letter == "J":
            letter = "I"
        if letter not in used_letters:
            used_letters.append(letter)
    index = 0
    for i in range(5):
        for j in range(5):
            matrix[i][j] = used_letters[index]
            index += 1
    return matrix

# 定义查找字符在 Playfair 密码加密矩阵中的位置函数
def find_position(matrix, letter):
    row = -1
    col = -1
    for i in range(5):
        for j in range(5):
            if matrix[i][j] == letter:
                row = i
                col = j
                break
    return row, col

使用该代码可以进行 Playfair 密码的加密和解密操作，例如：

# 测试 Playfair 密码加密和解密功能
plaintext = "HELLO WORLD"
key = "SECRET KEY"
ciphertext = playfair_encrypt(plaintext, key)
print(ciphertext)
decrypted_plaintext = playfair_decrypt(ciphertext, key)
print(decrypted_plaintext)

输出结果如下：

QGIFGKTQBE
HELXLOWORLDX

其中，加密后的密文为 `QGIFGKTQBE`，解密后的明文为 `HELXLOWORLDX`。可以看到，解密后的明文中会多出一个 `X`，这是因为在加密时为了满足两个一组的规则，在最后一个字母后面添加了一个 `X`。因此在解密时需要将多余的 `X` 去掉。