一、凯撒密码原理

  在密码学中，恺撒密码（英语：Caesar cipher），是一种最简单且最广为人知的加密技术。它是一种替换加密的技术，明文中的所有字母都在字母表上向后（或向前）按照一个固定数目进行偏移后被替换成密文。

凯撒密码示意图

  如上图所示，当偏移量是3的时候，所有的字母A将被替换成D，B变成E，以此类推，X被替换为A，Y被替换为B，Z被替换为C。

二、基于Python实现凯撒密码

1. 凯撒密码加解密流程图

凯撒密码加解密流程图

2. 项目结构

  CaesarCipher.py 文件为程序主文件，ciphertext.txt 文件用来存放需要解密的内容，plaintext.txt 文件用来存放需要加密的内容，word_library.txt 文件为生成的一个本地词典，用来对解密的结果进行正确率判断，选出最正确的结果。

项目结构

3. 程序主逻辑

3.1 程序执行菜单

程序执行菜单

3.2 程序中主要函数

  下面为程序中定义的主要函数，具体代码请参见源码。

def con_input()
    """循环输入函数"""

def input_con()
    """在输入时实现循环输入，空行停止"""

def write_txt(text)
    """运行结果保存文件函数"""

def letter_off()
    """固定值偏移量函数"""

def letter_off_ran()
    """随机值偏移量函数"""

def save_return(text)
    """保存选择及返回函数"""

def encryption(text, offset)
    """字符串形内容加密函数"""

def encryption_list(text, offset)
    """列表形内容加密函数"""

def decryption(text, decry_type, *args)
    """字符串形内容解密函数"""

def decryption_list(text, decry_type, *args)
    """列表形内容解密函数"""

def menu_3level()
    """解密方式菜单函数"""

4. 程序改进

  在运行长文本或者大文件时，程序运行时间比较久，对此进行优化。

Python 中 list 的源码
list方法的时间复杂度

  Python 中 list 数据类型实现是一个动态数组，其存储结构采用的是线性表中的顺序存储，其查询复杂度为O(n),随着规模增大耗时间越来越高。

Python 中 set 的源码
set方法的时间复杂度
  Python 中 set数据类型与dict数据类型类似，其存储结构都采用的是散列表(hash表)，保存hash值作为key，在最优情况下查询复杂度为O(1)。
  将原来在list中循环匹配的方法，改为在set中循环匹配或者使用set的求交集功能。对同一内容进行解密，使用 list 时用时为 1943.83 豪秒，而使用 set 后用时为 81.81 毫秒。

三、基于Python实现凯撒密码加解密的源码

  已将源码上传至GitHub Python 凯撒密码加解密 源码

Python 版本 : 3.7
IDE : Pycharm