对单字母替换密码执行字母频率攻击的程序

简介

该程序是一个实现字母频率攻击的工具，用于破译使用单字母替换密码加密的文本。通过分析给定文本中字母的出现频率，将其与字母频率表相匹配，推断出经过单字母替换加密的原文。

使用方法

1. 确保已经安装程序的依赖库和运行环境。
2. 导入程序所需的库和模块。

import string
from collections import Counter
import matplotlib.pyplot as plt

3. 定义字母频率表。可以使用已知的英文字母频率表或根据特定文本的字母频率生成频率表。

english_frequencies = {
    'a': 0.0817, 'b': 0.0149, 'c': 0.0278, 'd': 0.0425, 'e': 0.1270,
    'f': 0.0223, 'g': 0.0202, 'h': 0.0609, 'i': 0.0697, 'j': 0.0015,
    'k': 0.0077, 'l': 0.0403, 'm': 0.0241, 'n': 0.0675, 'o': 0.0751,
    'p': 0.0193, 'q': 0.0010, 'r': 0.0599, 's': 0.0633, 't': 0.0906,
    'u': 0.0276, 'v': 0.0098, 'w': 0.0236, 'x': 0.0015, 'y': 0.0197,
    'z': 0.0007
}

4. 定义函数，用于分析文本中每个字母的频率。

def analyze_letter_frequency(text):
    """分析文本中字母的频率"""
    text = text.lower()
    total_letters = len([char for char in text if char in string.ascii_lowercase])
    letter_counter = Counter(text)
    letter_frequencies = {char: (count / total_letters) for char, count in letter_counter.items() if char in string.ascii_lowercase}
    return letter_frequencies

5. 定义函数，用于执行字母频率攻击。

def frequency_attack(ciphertext):
    """执行字母频率攻击"""
    ciphertext_frequencies = analyze_letter_frequency(ciphertext)
    sorted_frequencies = sorted(ciphertext_frequencies.items(), key=lambda x: x[1], reverse=True)
    decryption_mapping = {}
    for index, (char, _) in enumerate(sorted_frequencies[:len(english_frequencies)]):
        decryption_mapping[char] = list(english_frequencies.keys())[index]
    decrypted_text = ''.join([decryption_mapping.get(char, char) for char in ciphertext.lower()])
    return decrypted_text

6. 调用函数，传入需要解密的密文。

ciphertext = "s rh reu loeotumti grtyi, olow loeotumti rh reu snythoryi"
decrypted_text = frequency_attack(ciphertext)
print(decrypted_text)

示例

运行上述代码将输出结果："i am not intimidated easily, easily intimidated am not"

结论

通过使用该程序，我们可以轻松解密使用单字母替换密码加密的文本，快速还原原始明文。然而，该方法只适用于简单的密码加密，对于更复杂的密码算法，可能需要使用其他更强大的加密破解技术。