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Python密码学编程（第2版）pdf 下载
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相关截图：  资料简介： 自互联网面世以来，网络安全一直是人们所重视的问题。从20世纪中叶开始，流传千百年的密码算法纷纷被投入到了网络安全的应用中；随后，在20世纪70年代，与古典密码完全不同的密码体制——公钥密码算法横空出世，密码学的发展完成了一次飞跃。 Python诞生于20世纪90年代，它是一种面向对象语言特点与解释型语言特点相结合的高级程序设计语言，已经得到了大规模应用。本书将Python语言与密码学结合起来，从简单的古典密码算法开始，一直到公钥密码算法，进行了简洁而细致的说明与解读。每一种密码算法的讲解包括原理部分、实现部分和破解部分（公钥算法不包括破解部分），其中后两者附有详细的Python代码，注释简洁明了，可读性极高。每章的末尾还提供了一些习题，帮助读者巩固所学知识并进行深入理解。 本书适合任何想要学习Python编程并对密码学抱有兴趣的读者。本书对Python编程的基础要求不高，初学者可以放心地阅读本书。相信本书一定能够为读者带来绝佳的阅读体验。 资料目录： 第 1章 制作纸质密码学工具 1 1.1 什么是密码学 1 1.2 编码与密码 2 1.3 凯撒密码 3 1.3.1 密码轮 3 1.3.2 使用密码轮进行加密 4 1.3.3 使用密码轮进行解密 5 1.3.4 通过计算进行加密和解密 5 1.4 为什么加密两次不起作用 6 1.5 小结 7 1.6 习题 7 第 2章 在交互式运行环境中编程 8 2.1 简单的数学表达式 8 2.2 整型和浮点数的值 9 2.3 表达式 10 2.4 运算顺序 10 2.5 计算表达式的值 10 2.6 用变量存储数值 12 2.7 重写变量 13 2.8 变量名 14 2.9 小结 14 2.10 习题 15 第3章 字符串及编写程序 16 3.1 用字符串的值处理文本 16 3.1.1 “ ”运算符实现字符串拼接 17 3.1.2 “*”运算符实现字符串复制 18 3.1.3 通过索引获得字符串中的字符 18 3.2 用print()函数打印值 21 3.3 打印转义字符 22 3.4 引号和双引号 23 3.5 在集成开发环境的文件编辑器中编写程序 23 3.6 “Hello, World!”程序的源代码 24 3.7 使用在线比较工具检查源代码 25 3.8 通过集成开发环境保存程序 26 3.8.1 保存程序 26 3.8.2 运行程序 26 3.8.3 打开保存的程序 27 3.9 “Hello, World! ”程序如何工作 27 3.9.1 注释 28 3.9.2 打印指示信息 28 3.9.3 接收输入 28 3.9.4 完成程序 29 3.10 小结 29 3.11 习题 30 第4章 反向密码 31 4.1 反向密码程序的源代码 31 4.2 反向密码程序的执行结果样例 32 4.3 设置注释及变量 32 4.4 确定字符串的长度 33 4.5 while循环 33 4.6 Boolean数据类型 34 4.7 比较操作符 34 4.8 代码块 36 4.9 while循环语句 37 4.10 “增长”字符串 38 4.11 用input()提示改进程序 40 4.12 小结 41 4.13 习题 41 第5章 凯撒密码 42 5.1 凯撒密码程序的源代码 42 5.2 凯撒密码程序样例运行 43 5.3 导入模块并创建变量 44 5.4 常量和变量 45 5.5 for循环语句 45 5.5.1 for循环的示例 46 5.5.2 等价于for循环的while循环 46 5.6 if语句 47 5.6.1 if语句的示例 47 5.6.2 else语句 48 5.6.3 elif语句 48 5.7 in和not in运算符 49 5.8 find()字符串方法 50 5.9 符号加密和解密 51 5.9.1 实现“回环” 51 5.9.2 处理符号集以外的符号 52 5.10 显示和复制translated字符串 52 5.11 加密其他字符 53 5.12 小结 53 5.13 习题 54 第6章 用暴力算法破解凯撒密码 56 6.1 破解凯撒密码的源代码 56 6.2 运行凯撒密码破解程序的样例 57 6.3 设置变量 58 6.4 在循环中使用range()方法 58 6.5 解密消息 59 6.6 使用字符串标准化输出密钥及 解密后的信息 60 6.7 小结 61 6.8 习题 62 第7章 通过置换密码实现加密 63 7.1 置换密码如何工作 63 7.1.1 手动加密消息 64 7.1.2 创建加密程序 65 7.2 置换密码加密程序的源代码 66 7.3 置换密码加密程序的示例运行 67 7.4 用def语句创建自定义函数 67 7.4.1 定义用形参接收实参的函数 68 7.4.2 更改仅存在于函数中的形参 68 7.4.3 定义main()函数 69 7.5 以参数形式传递密钥和消息 70 7.6 数据类型：列表 70 7.6.1 对列表中的项重新赋值 71 7.6.2 多级列表 72 7.6.3 对列表使用len()和in运算符 72 7.6.4 用 和*运算符连接和复制列表 73 7.7 置换加密算法 74 7.8 增量赋值运算符 75 7.9 随消息移动currentIndex 75 7.10 join()字符串方法 77 7.11 返回值和返回语句 77 7.11.1 return语句示例 78 7.11.2 返回加密得到的密文 78 7.12 __name__变量 78 7.13 小结 79 7.14 习题 80 第8章 解密置换密码 81 8.1 如何在纸上解密置换密码 81 8.2 置换密码解密程序的源代码 82 8.3 运行置换密码解密程序的样例 84 8.4 导入模块并创建主函数 84 8.5 使用密钥解密消息 84 8.5.1 round()、math.ceil()和math.floor()方法 85 8.5.2 decryptMessage()函数 86 8.5.3 布尔操作符 87 8.5.4 使用and和or操作符往往是一条捷径 89 8.5.5 布尔操作符的运算顺序 90 8.5.6 调整变量column和row的值 90 8.6 调用main()函数 92 8.7 小结 92 8.8 习题 92 第9章 编写测试程序 94 9.1 置换密码测试程序的源代码 94 9.2 运行置换密码测试程序的示例 95 9.3 导入模块 96 9.4 生成伪随机数 96 9.5 创建随机字符串 97 9.5.1 将字符串复制随机次 98 9.5.2 列表变量使用引用 98 9.5.3 传递引用 101 9.5.4 使用copy.deepcopy()复制列表 101 9.5.5 random.shuffle()函数 101 9.5.6 随机打乱字符串 102 9.6 测试消息 102 9.7 检查密码程序是否正常工作并 结束程序 103 9.8 调用main()函数 104 9.9 检验测试程序 104 9.10 小结 104 9.11 习题 105 第 10章 文件的加密与解密 106 10.1 纯文本文件 106 10.2 使用置换密码加密文件的 源代码 107 10.3 运行置换密码加密文件程序的 样例 108 10.4 文件操作 109 10.4.1 打开文件 109 10.4.2 数据写入及文件关闭 109 10.4.3 读取文件 110 10.5 创建main()函数 111 10.6 检查文件是否存在 111 10.6.1 os.path.exists() 方法 111 10.6.2 使用os.path.exists()方法检查 输入的文件是否存在 112 10.7 使用字符串方法令用户的输入 更灵活 112 10.7.1 upper()、lower()和title()字符串 方法 112 10.7.2 startswith()和endswith()方法 113 10.7.3 在程序中使用上述字符串方法 113 10.8 读取作为输入的文件 114 10.9 计算加/解密所需的时间 114 10.9.1 time模块和time.time()方法 114 10.9.2 在程序中使用time.time()方法 115 10.10 将输出写入文件 115 10.11 调用main()函数 116 10.12 小结 116 10.13 习题 117 第 11章 编程检测英语文本 118 11.1 计算机如何理解英语 118 11.2 英语检测模块的源代码 120 11.3 英语检测模块的运行示例 121 11.4 指令和设置常量 121 11.5 字典数据类型 122 11.5.1 字典和列表之间的区别 123 11.5.2 在字典中添加或更改项 123 11.5.3 对字典使用len()函数 124 11.5.4 对字典使用in运算符 124 11.5.5 用字典检索项比用列表更快 125 11.5.6 在字典上使用循环 125 11.6 运行字典文件 125 11.6.1 split()方法 126 11.6.2 将字典文件分割成单个单词 126 11.6.3 返回字典数据 127 11.7 对消息中出现的英文单词进行 计数 127 11.7.1 除数为零错误 128 11.7.2 对匹配上的英语单词进行计数 128 11.7.3 float()、int()和str()函数及整数 除法 129 11.7.4 获得message中英语单词的 比例 129 11.8 删除非字母字符 130 11.8.1 append()列表方法 130 11.8.2 创建字母组成的字符串 131 11.9 检测英语单词 131 11.9.1 使用默认参数 132 11.9.2 计算百分比 132 11.10 小结 134 11.11 习题 134 第 12章 破解置换密码 136 12.1 破解置换密码程序的源代码 136 12.2 运行破解置换密码程序的样例 137 12.3 导入模块 138 12.4 使用三引号的多行字符串 138 12.5 展示破解密文的结果 139 12.6 得到破解后的消息 140 12.6.1 strip()字符串方法 141 12.6.2 应用strip()字符串方法 142 12.6.3 破解失败 142 12.7 调用main()函数 143 12.8 小结 143 12.9 习题 143 第 13章 仿射密码的模运算模块 144 13.1 模运算 144 13.2 模运算符 145 13.3 寻找因子并计算公约数 146 13.4 多重赋值 147 13.5 欧几里得算法求公约数 148 13.6 理解乘法和仿射密码的工作 原理 149 13.6.1 为乘法密码选择有效的密钥 150 13.6.2 仿射密码加密 150 13.6.3 仿射密码解密 151 13.6.4 计算模逆 152 13.6.5 整数除法运算符 152 13.7 Cryptomath模块的源代码 153 13.8 小结 154 13.9 习题 154 第 14章 编写仿射密码 155 14.1 仿射密码程序的源代码 155 14.2 运行仿射密码程序的样例 157 14.3 引入模块、设置常量并创建 main()函数 157 14.4 计算并验证密钥 158 14.4.1 元组数据类型 159 14.4.2 检验弱密钥 159 14.4.3 仿射密码共有多少种密钥组合 160 14.5 编写加密函数 162 14.6 编写解密函数 163 14.7 生成随机密钥对 164 14.8 调用main()函数 164 14.9 小结 165 14.10 习题 165 第 15章 破解仿射密码 166 15.1 仿射密码破解程序的源代码 166 15.2 仿射密码破解程序的运行示例 167 15.3 创建模块、常量和main()函数 168 15.4 仿射密码破解函数 169 15.4.1 乘方运算符 169 15.4.2 计算可能密钥的总数 169 15.4.3 continue语句 170 15.4.4 使用continue跳过代码 171 15.5 调用main()函数 172 15.6 小结 172 15.7 习题 173 第 16章 编写简单代换密码 174 16.1 简单代换密码的工作原理 174 16.2 简单代换密码程序的源代码 175 16.3 运行简单代换密码程序的样例 177 16.4 引入模块、设置常量、创建 main()函数 177 16.5 sort()列表方法 179 16.6 包裹函数 179 16.7 translateMessage()函数 181 16.7.1 isupper()和islower()字符串 方法 182 16.7.2 用isupper()保留字符原大小写 形式 183 16.8 生成随机密钥 184 16.9 调用main()函数 184 16.10 小结 185 16.11 习题 185 第 17章 破解简单代换密码 186 17.1 使用单词模式进行解密 186 17.1.1 寻找单词模式 187 17.1.2 寻找可能解密字母 187 17.2 破解程序总览 188 17.3 单词模式模块 189 17.4 简单代换破解程序的源代码 190 17.5 简单代换破解程序的运行示例 193 17.6 创建模块和常量 193 17.7 用正则表达式查找字符 194 17.8 创建main()函数 194 17.9 向用户显示破解结果 195 17.10 创建密文映射 195 17.10.1 创建空映射 196 17.10.2 向映射添加字母 196 17.10.3 取两个映射的交集 197 17.10.4 字母映射辅助函数的工作 原理 198 17.10.5 识别映射中已确定的明文 字母 201 17.10.6 测试removeSolvedLetterFrom- Mapping()函数 203 17.11 hackSimpleSub()函数 203 17.11.1 replace()字符串方法 205 17.11.2 解密消息 205 17.11.3 在交互式运行环境中进行 解密 206 17.12 调用main()函数 207 17.13 小结 208 17.14 习题 208 第 18章 编写维吉尼亚密码 209 18.1 在维吉尼亚密码中使用多字母 密钥 209 18.1.1 密钥越长，维吉尼亚密码越 安全 211 18.1.2 选择一把抗字典攻击的密钥 212 18.2 维吉尼亚密码实现程序的源 代码 212 18.3 运行维吉尼亚密码实现程序的 样例 214 18.4 引入模块、设置常量和创建 main()函数 214 18.5 使用List-Append-Join模式 生成字符串 215 18.6 消息的加密与解密 216 18.7 调用main()函数 218 18.8 小结 218 18.9 习题 219 第 19章 频率分析 220 19.1 分析文本中的字母频率 220 19.2 匹配字母频率 222 19.2.1 计算简单代换密码的频率匹配 分数 222 19.2.2 计算置换密码的频率匹配分数 223 19.2.3 对维吉尼亚密码进行频率分析 224 19.3 计算字母频率的源码 224 19.4 以“ETAOIN”顺序保存字母 226 19.5 对消息中的字母进行计数 227 19.6 获取元组的第 一个成员 228 19.7 将消息中的字母按频率大小 排序 228 19.7.1 getLetterCount()完成字母 计数 229 19.7.2 创建字典存储频率和字母列表 229 19.7.3 按ETAOIN顺序排序字母列表 230 19.7.4 字典列表按频率大小排序 233 19.7.5 创建列表存储排序后的字母 235 19.8 计算消息的频率匹配分数 235 19.9 小结 236 19.10 习题 237 第 20章 破解维吉尼亚密码 238 20.1 运用字典式攻击暴力破解维吉尼亚密码 238 20.2 维吉尼亚密码字典式破解程序的 源代码 238 20.3 维吉尼亚密码字典式破解程序的 运行样例 239 20.4 关于维吉尼亚密码破解程序 240 20.5 运用Kasiski检测确定密钥 长度 240 20.5.1 找到重复序列 240 20.5.2 求得间隔的因子 241 20.5.3 提取字符串的每个第N位 字母 242 20.5.4 使用频率分析法逐个破解 子密钥 243 20.5.5 暴力破解可能密钥 245 20.6 维吉尼亚密码破解程序的源 代码 246 20.7 维吉尼亚密码破解程序的运行 样例 251 20.8 引入模块、设置常量和创建 main()函数 251 20.9 寻找重复序列 252 20.10 求得间隔数的因子 254 20.10.1 通过set()函数去除重复元素 255 20.10.2 移除重复因子并对列表进行 排序 256 20.10.3 找到出现次数多的因子 256 20.11 找到可能的密钥长度 258 20.11.1 extend()列表方法 258 20.11.2 扩展repeatedSeqSpacings 字典 259 20.11.3 从factorByCount中获取因子 259 20.12 找到由相同子密钥加密的 字母 260 20.13 尝试用可能的密钥长度进行 解密 261 20.13.1 print()的end关键字参数 263 20.13.2 以沉默模式执行程序或打印 信息 263 20.13.3 确定子密钥的可能组合 264 20.13.4 以正确的大小写形式打印解密 后的文本 267 20.14 返回破解后的消息 268 20.14.1 找到可能密钥后跳出循环 268 20.14.2 用其他所有可能密钥长度进行 暴力破解 269 20.15 调用main()函数 269 20.16 改变破解程序中的常量 269 20.17 小结 270 20.18 习题 271 第 21章 一次一密 272 21.1 不可破解的一次一密 272 21.1.1 密钥长度等于消息长度 272 21.1.2 使密钥真正随机 274 21.1.3 避免两次一密 274 21.2 为什么两次一密是维吉尼亚 密码 275 21.3 小结 276 21.4 习题 276 第 22章 素数的查找与生成 277 22.1 什么是素数 277 22.2 素数模块的源代码 279 22.3 素数模块的调用样例 281 22.4 试除法的原理 281 22.5 实现试除法检测 283 22.6 埃拉托斯特尼筛法 283 22.7 使用埃拉托斯特尼筛法生成 素数 285 22.8 Rabin-Miller素性检测算法 286 22.9 寻找大素数 287 22.10 生成大素数 288 22.11 小结 289 22.12 习题 289 第 23章 为公钥密码生成密钥 290 23.1 公钥密码体制 290 23.2 认证的问题 291 23.2.1 数字签名 292 23.2.2 谨防MITM攻击 293 23.3 生成公钥和私钥的步骤 293 23.4 公钥生成程序的源代码 294 23.5 公钥生成程序的示例运行 295 23.6 创建main()函数 296 23.7 通过generateKey()函数生成 密钥 297 23.7.1 计算e的值 297 23.7.2 计算d的值 298 23.7.3 返回公私钥对 298 23.8 通过makeKeyFiles()函数创建 密钥文件 299 23.9 调用main()函数 300 23.10 混合密码体制 301 23.11 小结 301 23.12 习题 301 第 24章 编写公钥密码算法 302 24.1 公钥密码算法的实现原理 302 24.1.1 分组的创建 302 24.1.2 字符串转换为分组 303 24.1.3 公钥密码算法进行加解密的 数学原理 305 24.1.4 分组转换为字符串 306 24.1.5 为什么不能破解公钥密码 307 24.2 实现公钥密码算法的源代码 309 24.3 公钥密码算法实现程序的运行 样例 312 24.4 程序的设置 313 24.5 程序如何判断加解密 314 24.6 通过getBlockFromText()函数 将字符串转换为分组 315 24.6.1 min()函数及max()函数 315 24.6.2 将分组存储在blockInt中 316 24.7 使用getTextFromBlocks()进行 解密 317 24.7.1 使用insert()列表方法 318 24.7.2 将消息列表合并为一个字符串 318 24.8 编写encryptMessage()函数 319 24.9 编写decryptMessage()函数 319 24.10 从密钥文件中读取公钥和 私钥 320 24.11 将加密的内容写入文件 321 24.12 解密文件中的信息 323 24.13 调用main()函数 324 24.14 小结 324 附录 调试Python代码 326 |
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