python凯撒密码如何还原

凯撒密码的还原可以通过逆向偏移、暴力破解、频率分析等方式实现。凯撒密码是一种简单的替换密码，它通过将字母表中的每个字母偏移固定的位数来加密文本。要还原凯撒密码，我们可以选择对加密文本进行逆向偏移，也可以尝试所有可能的偏移量进行暴力破解，或者使用频率分析来猜测密钥。接下来，我们将详细介绍这些方法。

一、逆向偏移

逆向偏移是还原凯撒密码最直接的方法。假设加密时使用的偏移量为k，那么还原加密文本时，只需将每个字母向左偏移k位即可。具体实现可以通过以下步骤：

确定偏移量：如果已知加密时使用的偏移量k，直接使用k进行逆向偏移。
逆向偏移算法：将每个字母向左偏移k位，保持非字母字符不变。

def decrypt_caesar_cipher(text, shift):
    decrypted_text = ""
    for char in text:
        if char.isalpha():
            shift_amount = shift % 26
            if char.islower():
                decrypted_text += chr((ord(char) - shift_amount - 97) % 26 + 97)
            else:
                decrypted_text += chr((ord(char) - shift_amount - 65) % 26 + 65)
        else:
            decrypted_text += char
    return decrypted_text
encrypted_text = "Khoor Zruog"  # 这是 "Hello World" 被偏移3位加密后的文本
print(decrypt_caesar_cipher(encrypted_text, 3))  # 输出: Hello World

二、暴力破解

如果不知道偏移量，可以采用暴力破解的方法，即尝试所有可能的偏移量（从1到25）进行解密。由于凯撒密码的密钥空间很小，这种方法在实践中通常是可行的。

尝试所有偏移量：对每个可能的偏移量进行逆向偏移并输出结果。
人工判断：根据解密结果判断哪种结果是正确的解密。

def brute_force_caesar_cipher(text):
    for shift in range(1, 26):
        print(f"Shift {shift}: {decrypt_caesar_cipher(text, shift)}")
encrypted_text = "Khoor Zruog"
brute_force_caesar_cipher(encrypted_text)

三、频率分析

频率分析是一种基于统计的方法，用于猜测密钥。英语文本中某些字母出现的频率较高，比如'e'、't'、'a'等。通过分析密文中各字母的出现频率，可以猜测出偏移量。

统计字母频率：计算密文中每个字母出现的频率。
猜测密钥：将密文中最频繁的字母映射到英语中最频繁的字母，猜测出偏移量。

from collections import Counter
def frequency_analysis(text):
    text = [char for char in text if char.isalpha()]
    frequency = Counter(text)
    return frequency.most_common()
def guess_shift_from_frequency(frequency):
    most_common_char = frequency[0][0]
    shift_guess = (ord(most_common_char.lower()) - ord('e')) % 26
    return shift_guess
encrypted_text = "Khoor Zruog"
frequency = frequency_analysis(encrypted_text)
guessed_shift = guess_shift_from_frequency(frequency)
print(f"Guessed Shift: {guessed_shift}")
print(decrypt_caesar_cipher(encrypted_text, guessed_shift))