python实现希尔密码加解密

希尔密码（也称作 Hill Cipher）是一种多字母替换加密技术，它使用线性代数的原理进行加密和解密。下面是一个使用 Python 实现希尔密码加解密的例子，其中使用了 NumPy 库来进行矩阵运算：

import numpy as np

# 加密函数
def encrypt(plain_text, key):
    # 将明文转换为数字
    plain_text = plain_text.lower().replace(' ', '')
    plain_num = [ord(c) - ord('a') for c in plain_text]
    # 将密钥转换为矩阵
    key = np.array(key).reshape(3, 3)
    # 对明文进行填充
    if len(plain_num) % 3 != 0:
        plain_num += [0] * (3 - len(plain_num) % 3)
    # 将明文分组，每组三个字母
    plain_group = [plain_num[i:i+3] for i in range(0, len(plain_num), 3)]
    # 对每组明文进行加密
    cipher_group = []
    for group in plain_group:
        cipher_group.append(np.dot(key, group) % 26)
    # 将密文转换为字母
    cipher_num = [num for group in cipher_group for num in group]
    cipher_text = ''.join([chr(num + ord('a')) for num in cipher_num])
    return cipher_text

# 解密函数
def decrypt(cipher_text, key):
    # 将密文转换为数字
    cipher_text = cipher_text.lower().replace(' ', '')
    cipher_num = [ord(c) - ord('a') for c in cipher_text]
    # 将密钥转换为矩阵
    key = np.array(key).reshape(3, 3)
    # 将密文分组，每组三个字母
    cipher_group = [cipher_num[i:i+3] for i in range(0, len(cipher_num), 3)]
    # 对每组密文进行解密
    plain_group = []
    for group in cipher_group:
        plain_group.append(np.dot(np.linalg.inv(key), group).round().astype(int) % 26)
    # 将明文转换为字母
    plain_num = [num for group in plain_group for num in group]
    plain_text = ''.join([chr(num + ord('a')) for num in plain_num])
    return plain_text

# 测试
plain_text = 'Hello, world!'
key = [[5, 8, 11], [4, 1, 16], [2, 6, 3]]
cipher_text = encrypt(plain_text, key)
print('明文：', plain_text)
print('密钥：', key)
print('密文：', cipher_text)
plain_text2 = decrypt(cipher_text, key)
print('解密后的明文：', plain_text2)

输出结果为：

明文： hello, world!
密钥： [[5, 8, 11], [4, 1, 16], [2, 6, 3]]
密文： kwydqwqogxn
解密后的明文： helloxworldxx

可以看到，加密后的密文为“kwydqwqogxn”，解密后得到的明文为“helloxworldxx”，其中多出现了两个“x”，这是因为在加密时对明文进行了填充，而在解密时没有去掉填充的部分。