Szyfr Cezara - implementacje i wyjaśnienie

Szyfrowanie tekstu jest zabiegiem, który ma na celu uniemożliwić odczytanie tekstu przez osoby nieupoważnione do tego. Z założenia zaszyfrowaną wiadomość zdoła odczytać jedynie osoba, dla której wiadomość jest przeznaczona. Osoba, która oczywiście zna szyfr. Zapraszam do zapoznania się z pojęciem szyfru Cezara i implementacjami szyfru Cezara w C++, Javie oraz Pythonie.

Szyfr Cezara - metoda szyfrowania

Szyfr Cezara (znany również jako kod Cezara oraz przesunięcie cezariańskie) jak nie trudno się domyślić ma coś wspólnego z najbardziej znanym rzymskim wodzem. Wykorzystywał on bowiem ten szyfr do komunikacji z oddziałami wojskowymi.
Szyfr ten jest podręcznikowym przykładem szyfru podstawieniowego, czyli takiego, który dany znak zastępuje innym. W metodzie szyfrowania Cezara znakiem, którym zastępujemy daną literę jest trzeci następny znak w alfabecie łaciński. Występuje więc tak zwane przesunięcie. Stąd kolejna nazwa dla tego szyfru: szyfr przesuwający.

Oczywiście przesunięcie o 3 nie jest obowiązkowe. Przesuwać można o więcej liter, przy czym dla każdej litery przesunięcie powinno być o tyle samo znaków i w tym samym kierunku.
Szyfry podstawieniowe nie są obecnie używane w profesjonalnym szyfrowaniu. Są po prostu zbyt proste i na pewno nie stanowią problemu dla współczesnych hackerów. Niemniej jednak zadanie, wykorzystujące szyfr Cezara wystąpiło na maturze z informatyki w 2016 roku, więc chyba warto się z nim zapoznać.

Szyfr Cezara - implementacja

W tym programie szyfrowanie odbywa się na oryginale naszej zmiennej tekstowej, a klucz jaki obierzemy może być dowolną liczbą całkowitą. Dla zachowania poprawności wpisane małe litery są zamieniane na duże za pomocą funkcji transform.

C++

//Program wykonujący szyfrowanie metodą Cezara
//Łukasz Kosiński
#include <iostream>
#include <algorithm>//zawiera definicję funkcji transform

using namespace std;

void szyfruj(string &napis, int k)
{	if(k>26)k=k%26;//jeżeli klucz będzie większy od liczby liter w alfabecie to go ucinamy
	
	for(int i=0; i<napis.length(); i++)
	{	
		if(napis[i]==' ')continue;//działanie pętli dla spacji w naszym napisie pomijamy za pomocą continue
		napis[i]+=k;//wykonujemy przesunięcie o klucz
		if(napis[i]>'Z') napis[i]-=26;//jeżeli literka ucieknie nam poza 'Z' to odejmujemy 26
		
	}
	
	
}

int main()
{
	string napis;
	cout << "Wpisz informacje, ktora chcesz zaszyfrowac: ";
	getline (cin,napis);	
	transform(napis.begin(), napis.end(), napis.begin(), ::toupper);//dla ułatwienia wszystkie litery w napisie zmieniamy na duże
	int klucz;
	cout << "Podaj klucz, za pomoca ktorego bedziesz szyfrowac: ";
	cin >> klucz;
	
	szyfruj(napis, klucz);
	
	cout << napis << endl;	
	
	system("PAUSE");
	return 0;
}

Java

import java.util.Scanner;

public class Caesar_encryption {

	
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("Program szyfrujący tekst za pomocą Szyfru cezara");
		System.out.println("Podaj tekst do zaszyfrowania: ");
		Scanner scanner = new Scanner(System.in); // inicjalizacja skanera, który będzie pobierał wartości zmiennych
		String txt = scanner.nextLine().toUpperCase(); // pobieramy tekst od użytkownika, zamieniamy na duże litery
		System.out.println("Podaj klucz szyfrowania (ilość przesunięć): ");
		int n = scanner.nextInt(); // pobieramy liczbe przesuniec od uzytkownika
		String encrypted = ""; // tworzymy zmienna pomocniczą , która przechowa utworzony tekst
		for(int i =0; i < txt.length(); i++) { // iterujemy przez wprowadzony tekst
			char c = (char) (txt.charAt(i) + n); // pobieramy znak na iterowanej pozycji i przesuwamy o wybraną przez użytkownika ilość znaków
			if(c > 'Z') // jeżeli jednak wyjdziemy 'poza alfabet', to cofamy się o 26 znaków
				c -= 26;
			encrypted += c; // dopisujemy przesunięty znak do zmiennej
		}
		System.out.println("Twój tekst po szyfrowaniu cezara wygląda tak: " + encrypted); //drukujemy wynik
		scanner.close(); //zwalniamy zasoby
	}
	
}

Python

print("Program szyfrujący tekst za pomocą Szyfru cezara")
print("Podaj tekst do zaszyfrowania: ")
word = input().upper()
print("Podaj klucz szyfrowania (ilość przesunięć): ")
p = int(input())
encrypted = ""
for c in word:
    if c != "\n":
        ch = chr(ord(c) + p)
        if ord(ch) > ord('Z'):
            ch = chr(ord(ch)-26)
        encrypted += ch
print("Twój tekst po szyfrowaniu cezara wygląda tak: " + encrypted)

Jeżeli chcesz zgłębić temat kryptografii i poznać inne metody szyfrowania, zachęcam Cię do zapoznania się z tą książką: