Vigenere Cypher.ipynb

{
 "cells": [
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "В шифре Цезаря каждая буква алфавита сдвигается на несколько позиций; например в шифре Цезаря при сдвиге +3, A стало бы D, B стало бы E и так далее. Шифр Виженера состоит из последовательности нескольких шифров Цезаря с различными значениями сдвига. Для зашифровывания может использоваться таблица алфавитов, называемая tabula recta или квадрат (таблица) Виженера. Применительно к латинскому алфавиту таблица Виженера составляется из строк по 26 символов, причём каждая следующая строка сдвигается на несколько позиций. Таким образом, в таблице получается 26 различных шифров Цезаря. На каждом этапе шифрования используются различные алфавиты, выбираемые в зависимости от символа ключевого слова. Например, предположим, что исходный текст имеет такой вид:\n",
    "\n",
    "ATTACKATDAWN\n",
    "Человек, посылающий сообщение, записывает ключевое слово («LEMON») циклически до тех пор, пока его длина не будет соответствовать длине исходного текста:\n",
    "\n",
    "LEMONLEMONLE\n",
    "Первый символ исходного текста A зашифрован последовательностью L, которая является первым символом ключа. Первый символ L шифрованного текста находится на пересечении строки L и столбца A в таблице Виженера. Точно так же для второго символа исходного текста используется второй символ ключа; то есть второй символ шифрованного текста X получается на пересечении строки E и столбца T. Остальная часть исходного текста шифруется подобным способом.\n",
    "\n",
    "Исходный текст:       ATTACKATDAWN\n",
    "Ключ:               LEMONLEMONLE\n",
    "Зашифрованный текст:  LXFOPVEFRNHR\n",
    "\n",
    "Расшифровывание производится следующим образом: находим в таблице Виженера строку, соответствующую первому символу ключевого слова; в данной строке находим первый символ зашифрованного текста. Столбец, в котором находится данный символ, соответствует первому символу исходного текста. Следующие символы зашифрованного текста расшифровываются подобным образом.\n",
    "\n",
    "Если n  — количество букв в алфавите, m_{j} — буквы открытого текста, k_{j} — буквы ключа, то шифрование Виженера можно записать следующим образом:\n",
    "\n",
    "c[j] = m[j] + k[j] (mod n)\n",
    "\n",
    "И расшифровывание:\n",
    "\n",
    "m[j] = c[j] - k[j]\n",
    "\n",
    "В компьютере такая операция соответствует сложению кодов ASCII символов сообщения и ключа по некоторому модулю. Кажется, что если таблица будет более сложной, чем циклическое смещение строк, то шифр станет надежнее. Это действительно так, если ее менять чаще, например, от слова к слову. Но составление таких таблиц, представляющих собой латинские квадраты, где любая буква встречается в строке или столбце один раз, трудоемко и его стоит делать лишь на ЭВМ. Для ручного же многоалфавитного шифра полагаются лишь на длину и сложность ключа, используя приведенную таблицу, которую можно не держать в тайне, а это упрощает шифрование и расшифровывание."
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 1,
   "metadata": {
    "scrolled": false
   },
   "outputs": [
    {
     "name": "stdout",
     "output_type": "stream",
     "text": [
      "Tabula recta:\n",
      "a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z\n",
      "b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z a\n",
      "c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z a b\n",
      "d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z a b c\n",
      "e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z a b c d\n",
      "f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z a b c d e\n",
      "g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z a b c d e f\n",
      "h i j k l m n o p q r s t u v w x y z a b c d e f g\n",
      "i j k l m n o p q r s t u v w x y z a b c d e f g h\n",
      "j k l m n o p q r s t u v w x y z a b c d e f g h i\n",
      "k l m n o p q r s t u v w x y z a b c d e f g h i j\n",
      "l m n o p q r s t u v w x y z a b c d e f g h i j k\n",
      "m n o p q r s t u v w x y z a b c d e f g h i j k l\n",
      "n o p q r s t u v w x y z a b c d e f g h i j k l m\n",
      "o p q r s t u v w x y z a b c d e f g h i j k l m n\n",
      "p q r s t u v w x y z a b c d e f g h i j k l m n o\n",
      "q r s t u v w x y z a b c d e f g h i j k l m n o p\n",
      "r s t u v w x y z a b c d e f g h i j k l m n o p q\n",
      "s t u v w x y z a b c d e f g h i j k l m n o p q r\n",
      "t u v w x y z a b c d e f g h i j k l m n o p q r s\n",
      "u v w x y z a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t\n",
      "v w x y z a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u\n",
      "w x y z a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v\n",
      "x y z a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w\n",
      "y z a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x\n",
      "z a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y\n",
      "\n",
      "Ключ: \n",
      "lemonlemonle\n",
      "\n",
      "Сообщение: \n",
      "attackatdawn\n",
      "Зашифрованное сообщение:\n",
      "lxfopvefrnhr\n",
      "Расшифрованное сообщение:\n",
      "attackatdawn\n",
      "\n",
      "Ключ: \n",
      "pointpointpointpoin\n",
      "\n",
      "Сообщение: \n",
      "attackfromsoutheast\n",
      "Зашифрованное сообщение:\n",
      "phbnvztzbfhccgatoag\n",
      "Расшифрованное сообщение:\n",
      "attackfromsoutheast\n",
      "\n",
      "Введите сообщение: varsityathlete\n",
      "Введите ключ: shinebox\n",
      "Ключ: \n",
      "shineboxshineb\n",
      "\n",
      "Сообщение: \n",
      "varsityathlete\n",
      "Зашифрованное сообщение:\n",
      "nhzfmumxlotrxf\n",
      "Расшифрованное сообщение:\n",
      "varsityathlete\n",
      "\n"
     ]
    }
   ],
   "source": [
    "from string import ascii_lowercase as alph\n",
    "\n",
    "class Vegenere():\n",
    "    \n",
    "    def generate_tr():\n",
    "        tr = [list(alph)]\n",
    "        for i in range(1, 26):\n",
    "            malph = list(tr[i-1][1:26]) + list(tr[i-1][0])\n",
    "            tr.append(malph)\n",
    "        return tr\n",
    "    \n",
    "    tr = generate_tr()\n",
    "    \n",
    "    def __init__(self, plaintext = \"\", key = \"\"):\n",
    "        self.pt = plaintext\n",
    "        self.k = key\n",
    "    \n",
    "    def info(self, printtr = 0):\n",
    "        if printtr: \n",
    "            print(\"Tabula recta:\")\n",
    "            for line in self.tr:\n",
    "                print(*line)\n",
    "            print()\n",
    "        \n",
    "        print(\"Ключ: \", ''.join(self.k), sep = '\\n')\n",
    "        print()\n",
    "        \n",
    "        print(\"Сообщение: \", self.pt, sep = '\\n')\n",
    "        try:\n",
    "            print(\"Зашифрованное сообщение:\", ''.join(self.res), sep = '\\n')\n",
    "        except:\n",
    "            print(\"Сообщение не было зашифровано\")\n",
    "        \n",
    "        try:\n",
    "            print(\"Расшифрованное сообщение:\", ''.join(self.dc), sep = '\\n')\n",
    "        except:\n",
    "            print(\"Сообщение не было расшифровано\")\n",
    "        print()\n",
    "    \n",
    "    def ckey(self):\n",
    "        rel = int(len(self.pt)/len(self.k))\n",
    "        k = list(self.k*rel)\n",
    "        dif = abs(len(self.pt) - len(k))\n",
    "        self.k = k + k[:dif]\n",
    "    \n",
    "    def cypher(self):\n",
    "        cf = []\n",
    "        for i, c in enumerate(self.pt):\n",
    "            cf.append(Vegenere.tr[alph.index(self.k[i])][alph.index(c)])\n",
    "        self.res = cf\n",
    "        \n",
    "    def decypher(self):\n",
    "        dc = []\n",
    "        for i, c in enumerate(self.res):\n",
    "            dc.append(Vegenere.tr[0][Vegenere.tr[alph.index(self.k[i])].index(c)])\n",
    "        self.dc = dc\n",
    "    \n",
    "    def run(self):\n",
    "        self.ckey()\n",
    "        self.cypher()\n",
    "        self.decypher()\n",
    "        \n",
    "        \n",
    "vg = Vegenere(\"attackatdawn\", \"lemon\")\n",
    "vg.run()\n",
    "vg.info(1)\n",
    "\n",
    "vg = Vegenere(\"attackfromsoutheast\", \"point\")\n",
    "vg.run()\n",
    "vg.info()\n",
    "\n",
    "vg = Vegenere(input(\"Введите сообщение: \"), input(\"Введите ключ: \"))\n",
    "vg.run()\n",
    "vg.info()"
   ]
  }
 ],
 "metadata": {
  "kernelspec": {
   "display_name": "Python 3",
   "language": "python",
   "name": "python3"
  },
  "language_info": {
   "codemirror_mode": {
    "name": "ipython",
    "version": 3
   },
   "file_extension": ".py",
   "mimetype": "text/x-python",
   "name": "python",
   "nbconvert_exporter": "python",
   "pygments_lexer": "ipython3",
   "version": "3.6.1"
  }
 },
 "nbformat": 4,
 "nbformat_minor": 2
}