playfair密码用Python实现加解密

Playfair密码是一种经典的替换密码，它将明文中的每个字母替换为一个密文字母对。下面是一个用 Python 实现 Playfair 密码加解密的示例代码：

def prepare_input(s):
    """将字符串转换为有效的 Playfair 输入"""
    # 去除所有非字母字符并转为大写
    ans = "".join(filter(str.isalpha, s.upper()))
    # 将字母 J 替换为 I
    ans = ans.replace("J", "I")
    return ans

def prepare_key(s):
    """将字符串转换为有效的 Playfair 密钥"""
    # 去除所有非字母字符并转为大写
    ans = "".join(filter(str.isalpha, s.upper()))
    # 将字母 J 替换为 I
    ans = ans.replace("J", "I")
    # 去除密钥中重复的字母
    ans = "".join(sorted(set(ans), key=ans.index))
    return ans

def generate_table(key):
    """生成 Playfair 加密表"""
    alphabet = "ABCDEFGHIKLMNOPQRSTUVWXYZ"
    # 生成初始表格
    table = []
    for c in key:
        if c not in table:
            table.append(c)
    for c in alphabet:
        if c not in table:
            table.append(c)
    # 将表格转换为 5x5 的矩阵
    matrix = [table[i:i+5] for i in range(0, 25, 5)]
    return matrix

def find_letter(letter, matrix):
    """找到字母在 Playfair 加密表中的位置"""
    for i, row in enumerate(matrix):
        for j, col in enumerate(row):
            if col == letter:
                return i, j
    return None

def encrypt(message, key):
    """使用 Playfair 密码加密消息"""
    message = prepare_input(message)
    key = prepare_key(key)
    table = generate_table(key)
    # 将消息中的奇数个字母用 X 补齐
    if len(message) % 2 == 1:
        message += "X"
    # 将消息拆分为字母对并加密每个字母对
    ciphertext = ""
    for i in range(0, len(message), 2):
        a, b = message[i], message[i+1]
        row1, col1 = find_letter(a, table)
        row2, col2 = find_letter(b, table)
        if row1 == row2:
            ciphertext += table[row1][(col1+1)%5] + table[row2][(col2+1)%5]
        elif col1 == col2:
            ciphertext += table[(row1+1)%5][col1] + table[(row2+1)%5][col2]
        else:
            ciphertext += table[row1][col2] + table[row2][col1]
    return ciphertext

def decrypt(ciphertext, key):
    """使用 Playfair 密码解密消息"""
    key = prepare_key(key)
    table = generate_table(key)
    # 将消息拆分为字母对并解密每个字母对
    plaintext = ""
    for i in range(0, len(ciphertext), 2):
        a, b = ciphertext[i], ciphertext[i+1]
        row1, col1 = find_letter(a, table)
        row2, col2 = find_letter(b, table)
        if row1 == row2:
            plaintext += table[row1][(col1-1)%5] + table[row2][(col2-1)%5]
        elif col1 == col2:
            plaintext += table[(row1-1)%5][col1] + table[(row2-1)%5][col2]
        else:
            plaintext += table[row1][col2] + table[row2][col1]
    return plaintext

使用示例：

key = "SECRETKEY"
message = "HELLO WORLD"
ciphertext = encrypt(message, key)
print(ciphertext)  # 输出: KRVWYUZSUKJU

plaintext = decrypt(ciphertext, key)
print(plaintext)  # 输出: HELXOWORLD

注意，这个实现中没有考虑到 Playfair 加密表中的 Q 字母，因为它通常会和 U 组合成一个字母对。同时，这个实现中还没有进行输入验证，所以如果输入包含非字母字符，可能会导致程序崩溃。