Python(シーザー暗号化)

アルファベットや数字をキーとして入力した値を利用して暗号を作ったり、解いたりするプログラミングを行いました。

def input_type():
    """入力を求める関数"""
    message1 = "シーザー暗号化する場合は「0」\n"
    message2 = "シーザー暗号を復号化する場合は「1」を入力してください:"
    return input(message1+message2)

def get_type(function):
    """＜高階関数＞入力を求める関数の値を判断する関数
       @param function 入力処理を行う関数
       @retval 0 シーザー暗号化する場合の数字の文字列
       @retval 1 シーザー暗号を復号化する場合の数字の文字列
       @retval "exit" 終了処理用文字列"""
    while True:
        num = function()
        if len(num)==0:
            print(f"「{num}」は空です\n正しい入力値をお願いします")
        elif num.lower() == "exit":
            break        
        elif num.isdigit():
            _n = int(num)
            if _n==0 or _n==1:
                return _n            
        else:
            print(f"「{num}」は「0」または「1」の整数ではありません")
            print("正しい入力値をお願いします")            
    return "exit"


def input_num():
    """入力を求める関数"""
    return input("シーザー暗号に必要な「数」を入力してください:")

def get_num(function):
    """＜高階関数＞入力を求める関数の値を判断する関数
       @param function 入力処理を行う関数
       @return num 利用可能な数字の文字列"""
    while True:
        num = function()
        if len(num)==0:
            print(f"「{num}」は空です\n正しい入力値をお願いします")
        elif not num.isdigit():
            print(f"「{num}」は正の整数ではありません")
            print("正しい入力値をお願いします")
        else:
            return num

def input_ascii_string():
    """入力を求める関数"""        
    return input("シーザー暗号で変換したい「文字列」を入力してください:")

def get_ascii_string(function):
    """＜高階関数＞入力を求める関数の値を判断する関数
       @param function 入力処理を行う関数
       @return s 認識可能なstring"""
    while True:
        s = function()
        if not s.isascii():
            print(f"「{s}」は暗号化可能な文字ではありません")
            print("正しい入力値をお願いします")
        else:
            return s

def make_byte_string(string):
    """str型文字列をバイト文字列に変換する関数
       @param string str型文字列
       @return       バイト文字列"""
    return str(x).encode()

def make_to_string(byte_string):
    """バイト文字をstr型に変換する関数
       @param byte_string バイト文字列
       @return            str型の文字列"""
    if isinstance(byte_string,bytes):
        return byte_string.decode()        

def caesar_char(char_string,add_num):
    """文字をシーザー暗号化したアスキーコードの数を返す関数
       @param char_string 変換したいstr型の1文字
       @param add_num     シーザー暗号化で基のアスキーコードに加える数
       @return  シーザー暗号化したアスキーコードの数"""
    if "a" <= char_string <= "z":
        alpha_base = ord("a")
    elif "A" <= char_string <= "Z":
        alpha_base = ord("A")
    else:
        print(f"{char_string}")

    alpha_code = ord(char_string) - alpha_base
    return (alpha_code + add_num) % 26 + alpha_base

def caesar_num(num_string,add_num):
    """数をシーザー暗号化したアスキーコードの数を返す関数
       @param num_string 変換したいstr型の1数
       @param add_num     シーザー暗号化で基のアスキーコードに加える数
       @return  シーザー暗号化したアスキーコードの数"""
    if "0" <= num_string <= "9":
        alpha_base = ord("0")
    else:
        print(f"{num_string}")
    alpha_code = ord(num_string) - alpha_base
    return (alpha_code + add_num) % 10 + alpha_base

def check_num(num,adjust_num):
    """数が負の場合、調整する数を用いて正の数を返す関数
       @param num        確認したい数
       @param adjust_num シーザー暗号化で基のアスキーコードに加える数
       @return  num      シーザー暗号の復号に必要な数"""
    while True:
        print(f"Debug:before「{num}」")
        if num<0:
            num += adjust_num
            print(f"Debug:after「{num}」")
        else:
            return num

def de_caesar_char(caesar_string,take_num):
    """シーザー暗号化した文字を復号化したアスキーコードの数を返す関数
       @param caesar_string 変換したいstr型の1文字
       @param take_num      シーザー暗号を復号する時にアスキーコードから戻す数
       @return              シーザー暗号を復号化したアスキーコードの数"""
    if "a" <= caesar_string <= "z":
        alpha_base = ord("a")
    elif "A" <= caesar_string <= "Z":
        alpha_base = ord("A")
    else:
        print(f"{caesar_string}")

    alpha_code = ord(caesar_string) - alpha_base
    tmp = check_num((alpha_code - take_num),26)
    return tmp % 26 + alpha_base

def de_caesar_num(caesar_num_string,take_num):
    """シーザー暗号化した数を復号化したアスキーコードの数を返す関数
       @param caesar_num_string 変換したいstr型の1数
       @param take_num          シーザー暗号を復号する時にアスキーコードから戻す数
       @return                  シーザー暗号を復号化したアスキーコードの数"""
    if "0" <= caesar_num_string <= "9":
        alpha_base = ord("0")
    else:
        print(f"{caesar_num_string}")
    alpha_code = ord(caesar_num_string) - alpha_base
    tmp = check_num((alpha_code - take_num),10)
    return tmp % 10 + alpha_base

def test_exec():
    type_num = get_type(input_type)
    if type_num == "exit":        
        return False
    
    num = get_num(input_num)    
    _num = int(num)
    
    string = get_ascii_string(input_ascii_string)
    string_list = list(string)
    print(f"Debug: string_list = {string_list}")
    for i in range(len(string_list)):
        if string_list[i].isdigit():
            if type_num==0:
                string_list[i] = caesar_num(string_list[i],_num)
            else:
                string_list[i] = de_caesar_num(string_list[i],_num)            
        else:
            if type_num==0:
                string_list[i] = caesar_char(string_list[i],_num)
            else:
                string_list[i] = de_caesar_char(string_list[i],_num)
            
    print(f"Debug: convert string_list = {string_list}")
    byte_string = bytes(string_list)
    if type_num==0:
        print("シーザー暗号は:",make_to_string(byte_string),"\n")
    else:
        print("シーザー暗号を復号化した文字列は:",make_to_string(byte_string),"\n")
    
    return True

def test():
    while test_exec():
        pass
    print("end")

# 実行部分
test()

暗号化はキーの数値分だけ加算なので、剰余計算に注意しなくてもいいのですが、復号化するときは減算でマイナスを剰余計算に用いると正しい結果を得ることができないので注意が必要ですね。