Python3替换加密解密函数开发：基于密码生成密钥及去空格处理

嘿，我来帮你搞定这个替换加密解密的实现！按照你的需求，我们需要三个核心函数：genKeyFromPass（用密码生成密钥）、substitutionEncrypt（加密）和substitutionDecrypt（解密），下面一步步来写：

1. 密码转密钥函数：genKeyFromPass #

替换加密需要一个26个字母的唯一排列作为密钥，这个函数的作用就是把任意密码转换成符合要求的密钥。我们用SHA-256哈希生成随机序列，再去重补全剩余字母：

import hashlib

def genKeyFromPass(psw):
    # 对密码进行哈希，生成足够随机的字节序列
    hash_obj = hashlib.sha256(psw.encode('utf-8'))
    hash_str = hash_obj.hexdigest()
    
    # 筛选哈希字符串中的字母，去重
    key_chars = []
    seen = set()
    for char in hash_str:
        if char.isalpha() and char not in seen:
            seen.add(char.lower())
            key_chars.append(char.lower())
    
    # 补全剩下未出现的字母，按顺序添加
    for char in 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz':
        if char not in seen:
            key_chars.append(char)
    
    # 取前26个字符作为密钥（确保长度正好26）
    return ''.join(key_chars[:26])

2. 加密函数：substitutionEncrypt #

按照要求，这个函数会先移除明文所有空格，再用密码生成密钥，最后完成替换加密：

def substitutionEncrypt(plainText, psw):
    # 第一步：移除明文所有空格
    plainText_no_space = plainText.replace(" ", "")
    # 第二步：用密码生成加密密钥
    key = genKeyFromPass(psw)
    # 创建明文到密文的映射表（小写字母）
    encrypt_map = {chr(ord('a') + i): key[i] for i in range(26)}
    
    cipherText = []
    for char in plainText_no_space:
        if char.islower():
            cipherText.append(encrypt_map[char])
        elif char.isupper():
            # 处理大写字母，映射后转成大写
            cipherText.append(encrypt_map[char.lower()].upper())
        else:
            # 如果有非字母字符，直接保留（根据需求可调整）
            cipherText.append(char)
    
    return ''.join(cipherText)

3. 解密函数：substitutionDecrypt #

这个函数接收密文和密码，生成密钥后反向映射，还原出无空格的原始明文：

def substitutionDecrypt(cipherText, psw):
    # 用密码生成密钥（和加密用同一个密钥生成逻辑）
    key = genKeyFromPass(psw)
    # 创建密文到明文的反向映射表
    decrypt_map = {key[i]: chr(ord('a') + i) for i in range(26)}
    
    plainText = []
    for char in cipherText:
        if char.islower():
            plainText.append(decrypt_map[char])
        elif char.isupper():
            # 处理大写密文，映射后转成大写
            plainText.append(decrypt_map[char.lower()].upper())
        else:
            # 非字母字符直接保留
            plainText.append(char)
    
    return ''.join(plainText)

测试一下整个流程 #

我们可以用一段测试文本验证加密解密是否正常：

# 测试示例
original_plain = "Hello World This Is Substitution Cipher"
password = "MySecurePass123"

# 加密
cipher = substitutionEncrypt(original_plain, password)
print(f"加密后的密文：{cipher}")

# 解密
decrypted_plain = substitutionDecrypt(cipher, password)
print(f"解密后的明文：{decrypted_plain}")
print(f"解密结果是否匹配原始无空格明文：{decrypted_plain == original_plain.replace(' ', '')}")

运行这段代码后，你会看到解密后的明文和原始明文移除空格后的结果完全一致，说明整个流程是正确的。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Emma Steele