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穿透历史的迷雾，揭秘Python复现二战德军enigma机

后端

Enigma机 简介

Enigma机是一种由德国工程师Arthur Scherbius于1918年发明的转子密码机。它是一种用于加密和解密信息的机械设备，由一系列转子组成，这些转子可以旋转并改变字母的顺序。Enigma机被德国军方广泛用于第二次世界大战期间的通信，并且被认为是当时最安全的密码机之一。

Enigma机的工作原理

Enigma机的工作原理是通过一组转子对输入的明文进行加密。转子由一系列字母组成，当转子旋转时，字母的顺序就会改变。明文被输入到Enigma机后，它会依次通过每个转子，每个转子都会改变明文的字母顺序。加密后的密文然后被输出到纸带上。

Enigma机的破译

Enigma机的破译是密码学史上的一大成就。1940年，波兰密码学家Marian Rejewski首次破译了Enigma机的密码。此后，英国和美国的密码学家也加入了破译Enigma机的行列。1942年，英国密码学家Alan Turing领导的团队成功地破译了Enigma机的密码，这为盟军在第二次世界大战中的胜利做出了重大贡献。

使用 Python 复现 Enigma 机

使用 Python 复现 Enigma 机可以帮助我们更好地理解 Enigma 机的工作原理，并体会密码学的魅力。下面是使用 Python 复现 Enigma 机的步骤：

  1. 导入必要的库。
import numpy as np
import random
  1. 定义 Enigma 机的转子。
class Rotor:
    def __init__(self, wiring):
        self.wiring = wiring

    def encode(self, letter):
        return self.wiring[ord(letter) - ord('A')]

    def decode(self, letter):
        return chr(self.wiring.index(letter) + ord('A'))
  1. 定义 Enigma 机的转子序列。
rotor_sequence = [
    'EKMFLGDQVZNTOWYHXUSPAIBRCJ',
    'AJDKSIRUXBLHWTMCQGZNPYFVOE',
    'BDFHJLCPRTXVZNYEIWGAKMUSQO',
    'ESOVPZJAYQUIRHXLNFTGKDCMWB',
    'VZBRGITYUPSDNHLXEWQJCZKAMF',
    'JPGVOUMFYQBENHZRDKASXLICTW',
    'NZJHGRCXMYSWBPAOUFELVDIKTQ',
    'FKQHTLXOCBJSPDZRAMEWNIUYGV',
]
  1. 定义 Enigma 机的反射器。
reflector = 'YRUHQSLDPXNGOKMIEBFZCWVJAT'
  1. 定义 Enigma 机的加密函数。
def encrypt(plaintext):
    ciphertext = ''
    for letter in plaintext:
        letter = letter.upper()
        if letter.isalpha():
            letter = rotor_sequence[0].encode(letter)
            for i in range(1, len(rotor_sequence)):
                letter = rotor_sequence[i].encode(letter)
            letter = reflector[ord(letter) - ord('A')]
            for i in range(len(rotor_sequence) - 1, 0, -1):
                letter = rotor_sequence[i].decode(letter)
            letter = rotor_sequence[0].decode(letter)
            ciphertext += letter
        else:
            ciphertext += letter
    return ciphertext
  1. 使用 Enigma 机加密明文。
plaintext = 'HELLO WORLD'
ciphertext = encrypt(plaintext)
print(ciphertext)

结论

使用 Python 复现 Enigma 机可以帮助我们更好地理解 Enigma 机的工作原理，并体会密码学的魅力。Enigma 机的破译是一项伟大的成就，它为盟军在第二次世界大战中的胜利做出了重大贡献。