利用Python破解摩斯密碼

更新時(shí)間：2022年02月19日 09:37:43 作者：Python技術(shù)

摩爾斯電碼（又譯為摩斯密碼，英語：Morse code）是一種時(shí)通時(shí)斷的信號(hào)代碼，通過不同的排列順序來表達(dá)不同的英文字母、數(shù)字和標(biāo)點(diǎn)符號(hào)。本文將通過Python代碼來實(shí)現(xiàn)破解摩斯密碼，感興趣的可以學(xué)習(xí)一下

在電影《無間道》中，劉建明（劉德華飾）作為黑幫的臥底在一次行動(dòng)中發(fā)現(xiàn)了警察的臥底陳永仁（梁朝偉飾）與黃警督（黃秋生飾）通過摩斯電碼進(jìn)行通訊，經(jīng)過緊急的群發(fā)區(qū)域短信 "有內(nèi)鬼，終止交易" 避免了黑幫頭目被抓。

通過動(dòng)圖能看到黃警督和陳永仁僅通過手指的敲擊就能完成通訊，是不是很神奇？

摩爾斯電碼

摩斯密碼的定義如下：

摩爾斯電碼（又譯為摩斯密碼，英語：Morse code）是一種時(shí)通時(shí)斷的信號(hào)代碼，通過不同的排列順序來表達(dá)不同的英文字母、數(shù)字和標(biāo)點(diǎn)符號(hào)。是由美國人艾爾菲德·維爾與薩繆爾·摩爾斯在1836年發(fā)明。

摩爾斯電碼是一種早期的數(shù)碼化通信形式，它依靠一系列的點(diǎn)和劃來傳遞編碼信息，它的代碼包括五種：

點(diǎn)（ · ）：1 （讀 “滴” dit ，時(shí)間占據(jù)1t ）
劃（—）：111 （讀 “嗒” dah ，時(shí)間占據(jù)3t ）
字符內(nèi)部的停頓（在點(diǎn)和劃之間）：0 （時(shí)間占據(jù)1t ）
字符間停頓：000 （時(shí)間占據(jù)3t ）
單詞間的停頓：0000000 （時(shí)間占據(jù)7t ）

點(diǎn)的長度（也就是上面的時(shí)間長度t）決定了發(fā)報(bào)的速度。

我們的英文字母、數(shù)字和標(biāo)點(diǎn)符號(hào)與摩斯密碼的對(duì)照?qǐng)D如下：

我們現(xiàn)在要發(fā)送 “M O R S E(空格) C O D E” （morse code）這單詞，通過查表可知，它應(yīng)該是這樣

—— ——— ·—· ··· · / —·—· ——— —·· ·

對(duì)應(yīng)的報(bào)文應(yīng)該如下（滴表示敲擊，? 表示停頓）

滴滴滴?滴滴滴???滴滴滴?滴滴滴?滴滴滴???滴?滴滴滴?滴???滴?滴?滴???滴???????滴滴滴?滴?滴滴滴?滴???滴滴滴?滴滴滴?滴滴滴

是不是很有意思？

Python實(shí)現(xiàn)

用 Python 實(shí)現(xiàn)摩斯密碼的加解密，其實(shí)很簡單，只需要把對(duì)照表放在一個(gè)字典中，加密的時(shí)候?qū)⒚魑牟鸱?，然后從字典中取出?duì)應(yīng)的密碼組合在一起，解密的時(shí)候就是通過密文去對(duì)照表找對(duì)應(yīng)的明文，然后拼在一起就行。

摩斯密碼對(duì)照表

我們把摩斯密碼對(duì)照表用字典存儲(chǔ)之后，是這樣的：

MORSE_CODE_DICT?=?{
???????????????????'A':?'.-',?'B':?'-...',?'C':?'-.-.',?'D':?'-..',?'E':?'.',
???????????????????'F':?'..-.',?'G':?'--.',?'H':?'....',?'I':?'..',?'J':?'.---',?'K':?'-.-',
???????????????????'L':?'.-..',?'M':?'--',?'N':?'-.',?'O':?'---',?'P':?'.--.',?'Q':?'--.-',
???????????????????'R':?'.-.',?'S':?'...',?'T':?'-',?'U':?'..-',?'V':?'...-',?'W':?'.--',
???????????????????'X':?'-..-',?'Y':?'-.--',?'Z':?'--..',?
???????????????????'1':?'.----',?'2':?'..---',?'3':?'...--',?'4':?'....-',?'5':?'.....',?'6':?'-....',?
???????????????????'7':?'--...',?'8':?'---..',?'9':?'----.',?'0':?'-----',?
???????????????????',?':?'--..--',?'.':?'.-.-.-',?'?':?'..--..',?'/':?'-..-.',?'-':?'-....-',?
???????????????????'(':?'-.--.',?')':?'-.--.-'
???????????????????}

加密

加密的過程就是將明文通過對(duì)照表翻譯成密文的過程。

我們逐個(gè)讀取明文，如果是字母、數(shù)字或者標(biāo)點(diǎn)符號(hào)就到字典里面找對(duì)應(yīng)的密碼，字符之間用空格隔開，如果是單詞之間的空格，就添加兩個(gè)連續(xù)空格，以隔開單詞。

加密過程的代碼如下：

def?encrypt(message):
????cipher?=?''
????for?letter?in?message:
????????if?letter?!=?'?':
????????????#?查字典并添加對(duì)應(yīng)的摩斯密碼
????????????#?用空格分隔不同字符的摩斯密碼
????????????cipher?+=?MORSE_CODE_DICT[letter]?+?'?'
????????else:
????????????#?1個(gè)空格表示不同的字符
????????????#?2表示不同的詞
????????????cipher?+=?'?'
????return?cipher

解密

在解密的情況下，我們首先在要解碼的字符串末尾添加一個(gè)空格，我們從字符串中提取字符。

一旦我們得到一個(gè)空格，我們就會(huì)在提取的字符序列（或我們的莫爾斯電碼）中查找相應(yīng)的英語字符，并將其添加到將存儲(chǔ)結(jié)果的變量中。

一旦我們得到 2 個(gè)連續(xù)的空格，我們就會(huì)向包含解碼字符串的變量添加另一個(gè)空格。

字符串末尾的最后一個(gè)空格將幫助我們識(shí)別莫爾斯電碼字符的最后一個(gè)序列。

解密過程的代碼如下：

#?將字符串從摩斯解密為英文的函數(shù)
def?decrypt(message):
????#?在末尾添加額外空間以訪問最后一個(gè)摩斯密碼
????message?+=?'?'
????decipher?=?''
????citext?=?''
????global?i
????for?letter?in?message:
????????#?檢查空間
????????if?letter?!=?'?':
????????????i?=?0
????????????#?在空格的情況下
????????????citext?+=?letter
????????#?在空間的情況下
????????else:
????????????#?如果?i?=?1?表示一個(gè)新字符
????????????i?+=?1
????????????#?如果?i?=?2?表示一個(gè)新單詞
????????????if?i?==?2:
????????????????#?添加空格來分隔單詞
????????????????decipher?+=?'?'
????????????else:
????????????????#?使用它們的值訪問密鑰（加密的反向）
????????????????decipher?+=?list(MORSE_CODE_DICT.keys())[list(MORSE_CODE_DICT.values()).index(citext)]
????????????????citext?=?''
????return?decipher

測試

我們先來測試一下加密算法：

message?=?"I?LOVE?YOU"
result?=?encrypt(message.upper())
print(result)

運(yùn)行結(jié)果是：

.. .-.. --- ...- . -.-- --- ..-

大家可以自己對(duì)照著映射表來看看是否正確。

再測試一下解密算法：

message?=?"..??.-..?---?...-?.??-.--?---?..-"
result?=?decrypt(message)
print(result)

運(yùn)行結(jié)果是：

I LOVE YOU

完整代碼

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
@author: 閑歡
"""

# 表示摩斯密碼圖的字典
MORSE_CODE_DICT = {
                   'A': '.-', 'B': '-...', 'C': '-.-.', 'D': '-..', 'E': '.',
                   'F': '..-.', 'G': '--.', 'H': '....', 'I': '..', 'J': '.---', 'K': '-.-',
                   'L': '.-..', 'M': '--', 'N': '-.', 'O': '---', 'P': '.--.', 'Q': '--.-',
                   'R': '.-.', 'S': '...', 'T': '-', 'U': '..-', 'V': '...-', 'W': '.--',
                   'X': '-..-', 'Y': '-.--', 'Z': '--..',
                   '1': '.----', '2': '..---', '3': '...--', '4': '....-', '5': '.....', '6': '-....',
                   '7': '--...', '8': '---..', '9': '----.', '0': '-----',
                   ', ': '--..--', '.': '.-.-.-', '?': '..--..', '/': '-..-.', '-': '-....-',
                   '(': '-.--.', ')': '-.--.-'
                   }


# 根據(jù)摩斯密碼圖對(duì)字符串進(jìn)行加密的函數(shù)
def encrypt(message):
    cipher = ''
    for letter in message:
        if letter != ' ':
            # 查字典并添加對(duì)應(yīng)的摩斯密碼
            # 用空格分隔不同字符的摩斯密碼
            cipher += MORSE_CODE_DICT[letter] + ' '
        else:
            # 1個(gè)空格表示不同的字符
            # 2表示不同的詞
            cipher += ' '
    return cipher


# 將字符串從摩斯解密為英文的函數(shù)
def decrypt(message):
    # 在末尾添加額外空間以訪問最后一個(gè)摩斯密碼
    message += ' '
    decipher = ''
    citext = ''
    global i
    for letter in message:
        # 檢查空間
        if letter != ' ':
            i = 0
            # 在空格的情況下
            citext += letter
        # 在空間的情況下
        else:
            # 如果 i = 1 表示一個(gè)新字符
            i += 1
            # 如果 i = 2 表示一個(gè)新單詞
            if i == 2:
                # 添加空格來分隔單詞
                decipher += ' '
            else:
                # 使用它們的值訪問密鑰（加密的反向）
                decipher += list(MORSE_CODE_DICT.keys())[list(MORSE_CODE_DICT.values()).index(citext)]
                citext = ''
    return decipher



def main():
    message = "I LOVE YOU"
    result = encrypt(message.upper())
    print(result)

    message = "..  .-.. --- ...- .  -.-- --- ..-"
    result = decrypt(message)
    print(result)


# 執(zhí)行主函數(shù)
if __name__ == '__main__':
    main()