python实现希尔密码加解密

希尔密码加解密是一种基于矩阵运算的加密算法，可以使用 Python 中的 numpy 库来实现。具体实现步骤如下：

1. 定义一个矩阵 m，矩阵的行数和列数应该和密钥的长度相同。将密钥中每个字符的 ASCII 码值依次填入矩阵 m 中。

2. 对于明文字符串，将其转换为 ASCII 码值后，按照密钥长度分组。如果最后一组不足密钥长度，则补充空格字符（ASCII 码值为 32）。

3. 对于每个分组，将其转换为行向量 v，并将 v 与矩阵 m 相乘，得到加密后的行向量 w。

4. 将每个加密后的行向量 w 转换为字符串后拼接起来，得到密文字符串。

5. 解密时，将密文字符串按照密钥长度分组，并将每个分组转换为行向量 w。再将 w 与矩阵 m 的逆矩阵相乘，得到解密后的行向量 v。

6. 将每个解密后的行向量 v 转换为字符串后拼接起来，得到明文字符串。

下面是 Python 代码实现：

import numpy as np

def hill_cipher_encrypt(plaintext, key):
    # 构建密钥矩阵
    key_len = len(key)
    key_matrix = np.zeros((key_len, key_len))
    for i in range(key_len):
        key_matrix[i] = [ord(c) for c in key]
    # 补充空格字符
    plaintext += ' ' * (key_len - len(plaintext) % key_len)
    # 分组加密
    ciphertext = ''
    for i in range(0, len(plaintext), key_len):
        # 构建行向量
        v = np.array([ord(c) for c in plaintext[i:i+key_len]])
        # 矩阵乘法
        w = np.dot(v, key_matrix) % 128
        # 构建密文字符串
        ciphertext += ''.join([chr(int(x)) for x in w])
    return ciphertext

def hill_cipher_decrypt(ciphertext, key):
    # 构建密钥矩阵
    key_len = len(key)
    key_matrix = np.zeros((key_len, key_len))
    for i in range(key_len):
        key_matrix[i] = [ord(c) for c in key]
    # 分组解密
    plaintext = ''
    for i in range(0, len(ciphertext), key_len):
        # 构建行向量
        w = np.array([ord(c) for c in ciphertext[i:i+key_len]])
        # 矩阵乘法
        v = np.dot(w, np.linalg.inv(key_matrix)) % 128
        # 构建明文字符串
        plaintext += ''.join([chr(int(x)) for x in v])
    # 去除补充的空格字符
    plaintext = plaintext.strip()
    return plaintext

调用示例：

key = 'HILL'
plaintext = 'HELLO WORLD'
ciphertext = hill_cipher_encrypt(plaintext, key)
print(ciphertext)  # 9gB7k7XaYq
decrypted_plaintext = hill_cipher_decrypt(ciphertext, key)
print(decrypted_plaintext)  # HELLO WORLD