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Python密码学编程

综合评级:
★★★★★

定价:
¥69.00

作者:
斯维加特

出版社:
人民邮电

出版日期:
2016/08/01

页数:
324

ISBN:
9787115424297

书籍介绍

本书是学习用python编程实现加密算法的初学者指南。

本书采用的示例源代码,是几个加密算法及其破解程序,包括凯撒密码、换位加密法、乘数加密法、仿射加密法、简单代替加密法、维吉尼亚加密法等,以及这些加密法的破解程序。本书的后一章还介绍了现代rsa加密法和公钥加密法。

本书适合python初学者和密码学的初学者,也适合信息安全从业人员。

作者简介

Al Sweigart是加利福尼亚州旧金山的一名软件开发者。他很喜欢骑自行车、当志愿者、泡咖啡吧以及开发有用的软件。他编写了《Python游戏编程快速上手》《Python和Pygame游戏开发指南》《Python密码学编程》《Python编程快速上手——让繁琐工作自动化》等图书,深受读者欢迎。他生于德克萨斯的休斯顿。他在德克萨斯大学Austin分校读完了计算机科学学位。

目录

第1章 制作纸质加密工具 1

1.1 密码学是什么 1

1.2 代码与加密法 2

1.3 制作纸质加密轮盘 2

1.4 虚拟加密轮盘 4

1.5 如何使用加密轮盘加密 4

1.6 如何使用加密轮盘解密 5

1.7 另一个加密法工具:St. Cyr滑条 6

1.8 A组练习 6

1.9 不用纸质工具做加密 7

1.10 B组练习 9

1.11 双重强度加密 9

1.12 通过计算机编程进行加密 9

第2章 Pygame基础知识 11

2.1 下载和安装Python 11

2.1.1 Windows安装步骤 11

2.1.2 OS X安装步骤 12

2.1.3 ubuntuLinux安装步骤 12

2.2 下载pyperclip.py 12

2.3 启动IDLE 12

2.4 特色程序 13

2.5 行号和空格 14

2.6 本书的文本换行 14

2.7 在线跟踪程序 15

2.8 使用在线比较工具检查输入的代码 15

2.9 复制粘贴文本 15

2.10 更多信息链接 15

2.11 编程和密码学 16

第3章 Interactive Shell 20

3.1 一些简单的数学知识 20

3.2 整数和浮点数 21

3.3 表达式 21

3.4 运算符顺序 22

3.5 计算表达式 22

3.6 错误是可以接受的 22

3.7 A组练习 23

3.8 每个值都有一个数据类型 23

3.9 通过赋值语句把值存到变量里 23

3.10 重写变量 24

3.11 使用多个变量 25

3.12 变量名 26

3.13 驼峰式大小写 26

3.14 B组练习 26

3.15 总结——那我们什么时候开始破译 26

第4章 字符串和写程序 28

4.1 字符串 28

4.2 使用+运算符的字符串连接 29

4.3 使用*运算符的字符串复制 30

4.4 使用print()函数输出值 30

4.5 转义字符 31

4.6 引号和双引号 32

4.7 A组练习 32

4.8 索引操作 33

4.9 负索引 33

4.10 分片操作 34

4.11 空分片索引 35

4.12 B组练习 35

4.13 在IDLE的文件编辑器里写程序 35

4.14 Hello World! 36

4.15 Hello World的源代码 36

4.16 保存你的程序 37

4.17 运行你的程序 37

4.18 打开你保存的程序 38

4.19 “Hello World”程序如何工作 38

4.20 注释 38

4.21 函数 39

4.22 print()函数 39

4.23 input()函数 39

4.24 结束程序 40

4.25 C组练习 40

4.26 总结 40

第5章 反转加密 41

5.1 反转加密 41

5.2 反转加密程序的源代码 41

5.3 运行反转加密程序 42

5.4 用在线比较工具检查你的源代码 42

5.5 这个程序如何工作 43

5.6 len()函数 43

5.7 while循环简介 44

5.8 布尔数据类型 44

5.9 比较运算符 45

5.10 条件 46

5.11 代码块 47

5.12 while循环语句 47

5.13 “增长”一个字符串 48

5.14 一步一步跟踪程序 50

5.15 在我们的程序里使用input() 52

5.16 A组练习 52

5.17 总结 52

第6章 凯撒加密法 53

6.1 实现程序 53

6.2 凯撒加密程序的源代码 53

6.3 运行凯撒加密程序 54

6.4 使用在线比较工具检查你的源代码 55

6.5 A组练习 55

6.6 这个程序如何工作 55

6.7 使用import语句导入模块 55

6.8 常量 56

6.9 upper()和lower()字符串方法 57

6.10 for循环语句 58

6.11 相当于for循环的while循环 59

6.12 B组练习 59

6.13 if语句 59

6.14 else语句 60

6.15 elif语句 60

6.16 in和not in运算符 61

6.17 find()字符串方法 62

6.18 C组练习 62

6.19 回到代码 62

6.20 显示和复制加密/解密之后的字符串 64

6.21 加密非字母字符 65

6.22 总结 66

第7章 暴力破译凯撒加密法 67

7.1 破译加密 67

7.2 暴力破译 67

7.3 凯撒加密法破译程序的源代码 68

7.4 运行凯撒加密法破译程序 68

7.5 这个程序如何工作 69

7.6 range()函数 69

7.7 回到代码 70

7.8 字符串格式化 72

7.9 A组练习 72

7.10 总结 72

第8章 使用换位加密法加密 73

8.1 换位加密法 73

8.2 A组练习 74

8.3 换位加密法加密程序 74

8.4 换位加密法加密程序的源代码 75

8.5 运行换位加密法加密程序 76

8.6 这个程序如何工作 76

8.7 使用def语句创建你自己的函数 76

8.8 程序的main()函数 77

8.9 形参 78

8.10 对形参的修改只存在于函数之内 79

8.11 全局作用域和本地作用域里的变量 79

8.12 global语句 79

8.13 B组练习 81

8.14 列表数据类型 81

8.15 使用list()函数把区间对象转换成列表 82

8.16 重新赋值列表里的项 83

8.17 重新赋值字符串里的字符 83

8.18 列表的列表 83

8.19 C组练习 84

8.20 在列表上使用len()和in运算符 84

8.21 使用+和*运算符的列表连接和复制 85

8.22 D组练习 85

8.23 换位加密算法 85

8.24 增强赋值运算符 88

8.25 回到代码 88

8.26 join()字符串方法 90

8.27 返回值和return语句 91

8.28 E组练习 91

8.29 回到代码 91

8.30 特殊的__name__变量 92

8.31 密钥的大小和消息的长度 93

8.32 总结 93

第9章 使用换位加密法解密 94

9.1 在纸上使用换位加密法解密 94

9.2 练习A组 96

9.3 换位加密法解密程序 96

9.4 换位加密法解密程序的源代码 96

9.5 这个程序如何工作 97

9.6 math.ceil()、math.floor()和round()函数 98

9.7 and和or布尔运算符 101

9.8 B组练习 102

9.9 真值表 102

9.10 and和or运算符可以简化代码 103

9.11 布尔运算符的运算顺序 103

9.12 回到代码 103

9.13 C组练习 105

9.14 总结 105

第10章 写一个程序测试我们的程序 106

10.1 换位加密法测试程序的源代码 106

10.2 运行换位加密法测试程序 107

10.3 这个程序如何工作 108

10.4 伪随机数和random.seed()函数 108

10.5 random.randint()函数 109

10.6 引用 110

10.7 copy.deepcopy()函数 112

10.8 A组练习 112

10.9 random.shuffle()函数 112

10.10 随机打乱一个字符串 113

10.11 回到代码 114

10.12 sys.exit()函数 114

10.13 测试我们的测试程序 115

10.14 总结 116

第11章 加密和解密文件 117

11.1 纯文本文件 117

11.2 换位加密法文件加密程序的源代码 118

11.3 运行换位加密法文件加密程序 120

11.4 读取文件 120

11.4.1 open()函数和文件对象 120

11.4.2 read()文件对象方法 120

11.4.3 close()文件对象方法 121

11.5 写入文件 121

11.5.1 write()文件对象方法 122

11.6 这个程序如何工作 122

11.7 os.path.exists()函数 123

11.8 startswith()和endswith()字符串方法 123

11.9 title()字符串方法 124

11.10 time模块和time.time()函数 125

11.11 回到代码 126

11.12 A组练习 126

11.13 总结 127

第12章 通过编程检测英文 128

12.1 计算机如何理解英文 128

12.2 A组练习 130

12.3 检测英文模块 130

12.4 检测英文模块的源代码 130

12.5 这个程序如何工作 131

12.6 词典和词典数据类型 132

12.7 添加或修改词典里的项 132

12.8 B组练习 133

12.9 在词典上使用len()函数 133

12.10 在词典上使用in运算符 133

12.11 在词典上使用for循环 134

12.12 C组练习 134

12.13 词典与列表之间的区别 134

12.14 在词典上查找项比在列表上更快 135

12.15 split()方法 135

12.16 None值 136

12.17 回到代码 136

12.18 “除以零”错误 138

12.19 float()、int()和str()函数以及整数除法 138

12.20 D组练习 139

12.21 回到代码 139

12.22 append()列表方法 139

12.23 默认参数值 140

12.24 计算比例 141

12.25 E组练习 142

12.26 总结 143

第13章 破译换位加密法 144

13.1 换位加密法破译程序的源代码 144

13.2 运行换位加密法破译程序 145

13.3 这个程序如何工作 146

13.4 使用三引号的多行字符串 146

13.5 回到代码 147

13.6 strip()字符串方法 148

13.7 A组练习 150

13.8 总结 150

第14章 取模运算与乘数加密法和仿射加密法 151

14.1 噢,不,数学! 151

14.2 数学,噢耶! 151

14.3 取模运算(又名时钟运算) 151

14.4 取模运算符% 152

14.5 A组练习 153

14.6 GCD:最大公约数(又名最大公因数) 153

14.7 使用古氏积木(Cuisenaire rods)可视化因数和GCD 154

14.8 B组练习 155

14.9 多重赋值 155

14.10 通过多重赋值交换值 156

14.11 找出两个数字的GCD的欧几里得算法 156

14.12 “互质” 157

14.13 C组练习 157

14.14 乘数加密法 157

14.15 D组练习 159

14.16 乘数加密法 + 凯撒加密法 =仿射加密法 159

14.17 仿射密钥的第一个问题 159

14.18 使用仿射加密法解密 160

14.19 找出模逆 161

14.20 //整数除法运算符 161

14.21 cryptomath模块的源代码 162

14.22 E组练习 163

14.23 总结 163

第15章 仿射加密法 164

15.1 仿射加密法程序的源代码 164

15.2 运行仿射加密法程序 166

15.3 A组练习 166

15.4 这个程序如何工作 166

15.5 把一个密钥分成两个密钥 167

15.6 元祖数据类型 168

15.7 密钥的输入验证 168

15.8 仿射加密法加密函数 169

15.9 仿射加密法解密函数 170

15.10 生成随机密钥 171

15.11 仿射密钥的第二个问题:仿射加密法可以有多少个密钥 172

15.12 总结 173

第16章 破译仿射加密法 174

16.1 仿射加密法破译程序的源代码 174

16.2 运行仿射加密法破译程序 175

16.3 这个程序如何工作 176

16.4 仿射加密法破译函数 177

16.5 **指数运算符 177

16.6 continue语句 178

16.7 A组练习 180

16.8 总结 180

第17章 简单替代加密法 181

17.1 使用纸笔实现简单替代加密法 181

17.2 A组练习 182

17.3 简单替代加密法的源代码 182

17.4 运行简单替代加密法程序 183

17.5 这个程序如何工作 184

17.6 程序的main()函数 184

17.7 sort()列表方法 185

17.8 包装器函数 186

17.9 程序的translateMessage()函数 187

17.10 isupper()和islower()字符串方法 189

17.11 B组练习 190

17.12 生成随机密钥 190

17.13 加密空格和标点符号 191

17.14 C组练习 191

17.15 总结 192

第18章 破译简单替代加密法 193

18.1 计算单词模式 193

18.2 获取密词的候选单词列表 194

18.3 A组练习 195

18.4 单词模式模块的源代码 195

18.5 运行单词模式模块 196

18.6 这个程序如何工作 197

18.7 pprint.pprint()和pprint.pformat()函数 197

18.8 在Python里使用列表创建字符串 198

18.9 计算单词模式 199

18.10 单词模式程序的main()函数 200

18.11 破译简单替代加密法 202

18.12 简单替代破译程序的源代码 202

18.13 破译简单替代加密法(理论) 205

18.14 使用Interactive Shell探索破译函数 205

18.15 这个程序如何工作 209

18.16 导入所有东西 209

18.17 正则表达式和sub()正则方法简介 210

18.18 破译程序的main()函数 211

18.19 部分破译加密法 211

18.20 空密字映射 212

18.21 把字母添加到密字映射 213

18.22 计算两个字母映射的交集 214

18.23 从密字映射移除已经破译的字母 215

18.24 破译简单替代加密法 217

18.25 从密字映射创建密钥 219

18.26 我们不能把空格也加密吗 220

18.27 总结 220

第19章 维吉尼亚加密法 221

19.1 不可破译的加密法 221

19.2 维吉尼亚密钥里的多个“密钥” 221

19.3 维吉尼亚加密法程序的源代码 224

19.4 运行维吉尼亚加密法程序 226

19.5 这个程序如何工作 227

19.6 总结 230

第20章 频率分析 231

20.1 字母频率和ETAOIN 231

20.1.1 匹配字母频率 232

20.1.2 计算频率匹配分值的例子 233

20.1.3 另一个计算频率匹配分值的例子 233

20.1.4 破译每个子密钥 234

20.2 匹配字母频率的代码 234

20.3 这个程序如何工作 236

20.4 最常见的字母“ETAOIN” 237

20.5 这个程序的getLettersCount()函数 237

20.6 这个程序的getItemAtIndexZero()函数 238

20.7 这个程序的getFrequencyOrder()函数 238

20.8 sort()方法的key和reverse关键字参数 239

20.9 把函数作为值传递 240

20.10 通过keys()、values()和items()词典方法把词典转换成列表 241

20.11 对词典的项进行排序 242

20.12 这个程序的englishFreqMatchScore()函数 243

20.13 总结 244

第21章 破译维吉尼亚加密法 245

21.1 词典攻击 245

21.2 维吉尼亚词典攻击程序的源代码 245

21.3 运行维吉尼亚词典破译程序 246

21.4 readlines()文件对象方法 247

21.5 巴贝奇攻击和卡西斯基试验 247

21.6 卡西斯基试验的第1步——找出重复序列的间距 247

21.7 卡西斯基试验的第2步——获取间距的因数 248

21.8 从字符串获取每隔N个字母 249

21.9 频率分析 249

21.10 暴力破译可能密钥 251

21.11 维吉尼亚破译程序的源代码 251

21.12 运行维吉尼亚破译程序 256

21.13 这个程序如何工作 258

21.14 找出重复序列 259

21.15 计算因数 260

21.16 通过set()函数来移除重复值 261

21.17 卡西斯基测试算法 263

21.18 extend()列表方法 264

21.19 print()的end关键字参数 268

21.20 itertools.product()函数 269

21.21 break语句 272

21.22 A组练习 273

21.23 修改破译程序的常量 273

21.24 总结 274

第22章 一次密码本加密法 275

22.1 牢不可破的一次密码本加密法 275

22.2 为什么一次密码本加密法是牢不可破的 275

22.3 小心伪随机 276

22.4 小心二次密码本加密法 277

22.5 二次密码本加密法就是维吉尼亚加密法 277

22.6 A组练习 278

22.7 总结 278

第23章 寻找质数 279

23.1 质数 279

23.2 合数 280

23.3 质数筛选模块的源代码 280

23.4 这个程序如何工作 281

23.5 如何判断一个数字是不是质数 282

23.6 埃拉托色尼筛选法 283

23.7 primeSieve()函数 284

23.8 检测质数 285

23.9 拉宾米勒模块的源代码 285

23.10 运行拉宾米勒模块 287

23.11 这个程序如何工作 287

23.12 拉宾米勒算法 287

23.13 新的经过改进的isPrime()函数 288

23.14 总结 289

第24章 公钥密码学和RSA加密法 291

24.1 公钥密码学 291

24.2 “课本”RSA的危险 292

24.3 身份验证的问题 292

24.4 中间人攻击 293

24.5 生成公钥和私钥 293

24.6 RSA密钥生成程序的源代码 294

24.7 运行RSA密钥生成程序 295

24.8 这个密钥生成程序如何工作 296

24.9 这个程序的generateKey()函数 297

24.10 RSA密钥文件格式 299

24.11 混合加密机制 300

24.12 RSA加密法程序的源代码 300

24.13 运行RSA加密法程序 303

24.14 A组练习 304

24.15 数字签名 304

24.16 RSA加密法程序如何工作 306

24.17 ASCII:使用数字来表示字符 307

24.18 chr()和ord()函数 308

24.19 B组练习 308

24.20 区块 308

24.21 使用getBlocksFromText()把字符串转成区块 311

24.22 encode()字符串方法和字节数据类型 311

24.23 bytes()函数和decode()bytes方法 312

24.24 C组练习 312

24.25 回到代码 313

24.26 min()和max()函数 313

24.27 insert()列表方法 315

24.28 RSA加密和解密的数学运算 316

24.29 pow()函数 317

24.30 从密钥文件读取公钥和私钥 318

24.31 完整的RSA加密流程 318

24.32 完整的RSA解密流程 320

24.33 D组练习 321

24.34 我们为什么不能破译RSA加密法 321

24.35 总结 323