实施一次性垫


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背景

一次性垫是一种形式的加密已经被证明是不可能的,如果使用得当开裂。

通过采用纯文本(仅包含字母AZ)并生成相同长度的随机字符串(也仅包含字母)来执行加密。该字符串充当密钥。然后,将明文中的每个字符与密钥中的相应字符配对。密文计算如下:对于每对,两个字符都转换为数字(A = 0,B = 1,... Z = 25)。这两个数字以26为模加。该数字被转换回一个字符。

解密正好相反。将密文和密钥中的字符配对并转换为数字。然后从密文模26中减去密钥,并将结果转换回字符AZ。

挑战

您面临的挑战是编写尽可能短的程序,该程序既可以加密也可以解密一次性键盘。

在输入的第一行(到STDIN)上,将出现单词“ ENCRYPT”或单词“ DECRYPT”。

如果单词是加密的,那么下一行将是纯文本。您的程序应输出两行(到STDOUT),第一行是密钥,第二行是密文。

如果单词被解密,您的程序将再获得两行输入。第一行是密钥,第二行是密文。您的程序应输出一行,这将是已解密的纯文本。

明文,密文和密钥应始终由大写字母AZ组成。它们将始终为一行,并且不包含空格。

密钥应始终是随机的。在运行之间不应重复大部分操作,并且在文本中不应找到任何模式。

两个简单的例子:

ENCRYPT
HAPPYBIRTHDAY
>ABKJAQLRJESMG
>HBZYYRTICLVME

DECRYPT
ABKJAQLRJESMG
HBZYYRTICLVME
>HAPPYBIRTHDAY

>代表线路输出,所以你不必打印符号作为输出。


7
不要骂它自己的优点(这是罚款)的挑战,但我要在这里批评密码。您所描述的是一个“流密码”,因为它取决于PRNG(除非您的计算机可以访问源或真正的随机性(并且Linux的/ dev / urandom计数是否有争议)),以及具有在加密时间开发的密钥会破坏OTP唯一真正好的用途,那就是安全通信的时移。
dmckee ---前主持人小猫,

1
另外,默认情况下,所有挑战均与语言无关,因此我删除了该标签。
dmckee ---前主持人小猫,2012年

7
@dmckee关于您的第一条评论,我同意,这就是为什么我不打算使用这些答案来确保我的通讯的安全。
PhiNotPi 2012年

1
国际海事组织将随机性排除在问题之外本来会很有趣;给定的随机源(/dev/randomhaveged),通过与密钥进行异或他们进行XOR与字节和解密加密ORDS。gist.github.com/5078264可以从stdin读取密钥或随机性,消息或密文可以是文件名参数。
ixtmixilix

@PhiNotPi我有个建议。如果他们使用真正的随机源(例如使用/dev/hwrng,而不是使用伪随机源(从技术上讲会使其破损),那么为什么不给予奖励)
PyRulez 2014年

Answers:


8

GolfScript,53个字符

n%(0=2%{~.,[{26rand 65+}*]:K]}*zip{{-}*~)26%65+}%K]n*

GolfScript似乎非常适合此任务。

为了使代码简短,我使用相同的代码进行加密和解密:要解密,我从密文中减去密钥,而对于加密,我首先生成一个随机密文,然后从中减去明文。即使这样,用于实现加密模式的额外代码也只花了程序一半的时间。

取消注释的版本:

n %             # split input into an array of lines

# KEY GENERATION FOR ENCRYPTION MODE:
(               # extract the first line from the array
0 = 2 %         # check if the first char of that line is odd (E = 69)...
{               # ...and execute this block if it is:
    ~           # dump the remaining lines (of which the should be only one) on the stack
    . ,         # calculate the length of the last line...
    [ { 26 rand 65 + } * ]  # ...make an array of that many random letters...
    :K          # ...and assign it to K
    ]           # collect all the lines, including K, back into an array
} *

# ENCRYPTION / DECRYPTION ROUTINE:
zip             # transpose the array of 2 n-char strings into n 2-char strings...
{               # ...and execute this block for each 2-char string:
    {-} *       # subtract the second char code from the first
    ~ )         # negate the result (using the two's complement trick -x = ~x+1)
    26 % 65 +   # reduce modulo 26 and add 65 = A
} %

# OUTPUT:
K ] n*         # join the result and K (if defined) with a newline, stringifying them

4

红宝石(200 185)

样本运行+ wc:

$ ruby onetimepad.rb
ENCODE
ANOTHERTESTINPUTZZZ
ZYCLGHDWLDASFUTHWKC
BPMIBXOXTPTQIVBMDPX
$ ruby onetimepad.rb
DECODE
ZYCLGHDWLDASFUTHWKC
BPMIBXOXTPTQIVBMDPX
ANOTHERTESTINPUTZZZ
$ wc onetimepad.rb
       4       7     185 onetimepad.rb
def f;gets.scan(/./).map{|b|b.ord-65};end
s=->a{a.map{|b|(b+65).chr}*''}
r=->b,a,o{s[a.zip(b).map{|a,b|(a.send o,b)%26}]}
puts(gets=~/^D/?r[f,f,:+]:[s[k=(p=f).map{rand 26}],r[k,p,:-]])

s[k=(p=f).map{rand 26}],r[k,p,:-]应该写成s[k=f.map{rand 26}],r[k,$_,:-]
Hauleth 2012年

@Hauleth不行,因为$_读的最后一行是行不通的gets。读完一行后f也可以.scan(/./).map{|b|b.ord-65}
jsvnm 2012年

3

Haskell,203个字符

import Random
main=newStdGen>>=interact.(unlines.).(.lines).f.randomRs('A','Z')
f k['E':_,x]=[z const k x,z(e(+))k x]
f _[_,k,x]=[z(e(-))k x]
e(%)k x=toEnum$65+o x%o k`mod`26
o c=fromEnum c-65;z=zipWith

例:

$ runghc OneTimePad.hs <<< $'ENCRYPT\nHELLOWORLD'
QMNQKGFZFD
XQYBYCTQQG
$ runghc OneTimePad.hs <<< $'DECRYPT\nQMNQKGFZFD\nXQYBYCTQQG'
HELLOWORLD

3

Perl,220 171个字符

if(<>=~/D/){$_=<>;$w=<>;print chr((ord(substr$w,$i++,1)-ord$1)%26+65)while/(.)/g}else{$_=<>;$c.=chr((ord($1)-65+($i=rand(26)))%26+65),print chr$i+65while/(.)/g;print$/.$c}

样品运行:

ENCRYPT
HELLO
CCTKK
JGEVY

DECRYPT
CCTKK
JGEVY
HELLO

注意:至少在我运行它时,“按任意键继续...”会附加到最后一个输出的末尾。我希望可以,因为它不是程序的一部分。如果没有,我可以使它出现在下一行。

这是我在Perl的第一个真实程序,也是我有史以来的第一个高尔夫课程,因此,我非常感谢技巧。另外,我/(.)/g在互联网上找到了,但是我不知道它是如何工作的(它是一个正则表达式吗?我还没学到那些)。有人可以向我解释吗?

编辑:感谢Ilmari Karonen帮助我进行了正则表达式,我用我的新知识保存了7个字符!

扩展的,略显易懂的版本:

if(<>=~/D/){
    $_=<>;
    $w=<>;
    print chr((ord(substr$w,$i++,1)-ord$1)%26+65)while/(.)/g
}
else{
    $_=<>;
    $c.=chr((ord($1)-65+($i=rand(26)))%26+65),print chr$i+65while/(.)/g;
    print$/.$c
}

是的,/(.)/g是一个正则表达式。如果您要打Perl高尔夫,那么您肯定会想要学习这些。perldoc.perl.org/perlre.html并不是一个不错的起点。
Ilmari Karonen 2012年

2

蟒蛇- 304 295

import random
r=raw_input
R=lambda s:range(len(s))
o=lambda c:ord(c)-65
j=''.join
if r()[0]=='D':
 s=r()
 d=r()
 print j(chr((o(s[i])-o(d[i]))%26+65)for i in R(s))
else:
 s=r()
 d=[random.randint(0,26)for i in R(s)]
 print j(chr((o(s[i])+d[i])%26+65)for i in R(s))
 print j(chr(n+65)for n in d)

我认为这完全符合规范(包括'>'输入提示开头的。)它不会验证输入,因此,我认为如果给之外的字符它只会产生垃圾输出[A-Z]。它还仅检查输入命令的首字母。开头的任何内容D都会导致解密,而其他所有内容都会导致加密。


我没想到您会打印>,我只是用它来演示输出了哪些行。您不必实现这些。
PhiNotPi 2012年

好吧,很酷,然后少9个字符。
Gordon Bailey

1

C ++ - 220 241个字符,4行

#include<cstdlib>
#include<cstdio>
#define a scanf("%s"
char i,s[99],t[99];int main(){a,t);a,s);if(t[0]>68){for(;s[i];++i)s[i]=(s[i]+(t[i]=rand()%26+65))%26+65;puts(t);}else for(a,t);s[i];++i){s[i]=65+t[i]-s[i];if(s[i]<65)s[i]+=26;}puts(s);}

编辑1-MSVS标准库似乎包含许多不必要的文件,这意味着ios拥有我需要的所有包含,但是不适用于其他编译器。已将所需功能显示在cstdlib和cstdio中的实际文件的ios更改了。感谢Ilmari Karonen指出这一点。


不为我编译:g++ otp.cppotp.cpp: In function ‘int main()’: otp.cpp:3: error: ‘scanf’ was not declared in this scope otp.cpp:3: error: ‘rand’ was not declared in this scope otp.cpp:3: error: ‘puts’ was not declared in this scope otp.cpp:3: error: ‘puts’ was not declared in this scope
Ilmari Karonen

嗯,这很奇怪,我使用Visual Studio。<ios>包含的<conio.h>和<stdio.h>必须是非标准的。我假设标题始终在不同的实现中包含相同的文件。待会,我会研究的,谢谢。
Scott Logan'3

1

Python-270

import random
i=raw_input  
m=i()
a=i()
r=range(len(a))
o=ord
j=''.join
if m=='ENCRYPT':
  k=j(chr(65+random.randint(0,25)) for x in r)
  R=k+"\n"+j(chr((o(a[x])+o(k[x]))%26+65) for x in r)
elif m=='DECRYPT':
  k=i()
  R=j(chr((o(k[x])-o(a[x]))%26+65) for x in r)
print R

样本输出:

$ python onetimepad.py 
ENCRYPT
HELLOWORLD
UXCYNPXNNV
BBNJBLLEYY
$ python onetimepad.py 
DECRYPT
UXCYNPXNNV
BBNJBLLEYY
HELLOWORLD

字符数:

$ wc -c onetimepad.py 
270 onetimepad.py

1

J:94字节

3 :0]1
c=:(26&|@)(&.(65-~a.&i.))
r=:1!:1@1:
((],:+c)[:u:65+[:?26$~#)@r`(r-c r)@.('D'={.)r 1
)

计算所有必需的空格。

评论版本:

3 :0]1                                          NB. Make a function and call it
c=:(26&|@)(&.(65-~a.&i.))                       NB. Adverb for operating on the alphabet
                                                NB. (used for adding and subtracting the pad)
r=:1!:1@1:                                      NB. Read input line and decide (right to left)
((],:+c)[:u:65+[:?26$~#)@r   ` (r-c r)            @. ('D'={.)r 1
NB. Encryption (ger    0)    | Decryption (ger 1)| Agenda               
NB. pad,:(crypt=:plain + pad)| crypt - pad       | If D is first input, do (ger 1), else do (ger 0)
)

1

C#(445416

忘记聚合。切断好一点。

有点打高尔夫球:

namespace G {
using System;
using System.Linq;
using x = System.Console;
class P {
    static void Main() {
        string p = "", c = "", k = "";
        Random r = new Random();
        int i = 0;
        if (x.ReadLine()[0] == 'E') {
            p = x.ReadLine();
            k=p.Aggregate(k,(l,_)=>l+(char)r.Next(65,90));
            c=p.Aggregate(c,(m,l)=>m+(char)((l+k[i++])%26+65));
            x.WriteLine(k + "\n" + c);
        } else {
            k = x.ReadLine();
            c = x.ReadLine();
            p=c.Aggregate(p,(l,a)=>l+(char)((a-k[i++]+26)%26+65));
            x.WriteLine(p);
        }
    }
}

}

打高尔夫球:

namespace G{using System;using System.Linq;using x=System.Console;class P{static void Main(){string p="",c="",k="";Random r=new Random();int i=0;if (x.ReadLine()[0]=='E'){p=x.ReadLine();k=p.Aggregate(k,(l,_)=>l+(char)r.Next(65,90));c=p.Aggregate(c,(m,l)=>m+(char)((l+k[i++])%26+65));x.WriteLine(k+"\n"+c);}else{k=x.ReadLine();c=x.ReadLine();p=c.Aggregate(p,(l,a)=>l+(char)((a-k[i++]+26)%26+65));x.WriteLine(p);}}}}

0

C(159 + 11表示编译器标志)

打高尔夫球:

d(a,b){return(a+b+26)%26+65;}a;char s[999],b,*c=s-1;main(){g;a=*s-69;g;while(*++c)a?b=-*c,*c=getchar():putchar(b=rand()%26+65),*c=d(*c,b);a||puts("");puts(s);}

取消高尔夫:

d(a,b){
    //*a = (*a + b - 2*65 + 26) % 26 + 65; 
    return (a + b + 26) % 26 + 65;
}
a; char s[999], b, *c = s-1;
main(){
    gets(s);
    a = *s - 69; // -1 if decrypt 0 if encrypt
    gets(s);
    while(*++c){
        if(!a)
            putchar(b = rand() % 26 + 65); // 'A'
        else
            b = -*c, *c = getchar();
        *c = d(*c,b);
    }
    if(!a) puts("");
    puts(s);
}

用编译-Dg=gets(s)

例:

$./onetimepad
ENCRYPT
FOOBAR
>PHQGHU
>UVEHHL
$./onetimepad
DECRYPT
PHQGHU
UVEHHL
>FOOBAR

每次运行时,我都会得到相同的密钥-没有随机性。
feersum

0

JavaScript 239

var F=String.fromCharCode
function R(l){var k='';while(l--)k+=F(~~(Math.random()*26)+65);return k}
function X(s,k,d){var o='',i=0,a,b,c
while(i<s.length)a=s.charCodeAt(i)-65,b=k.charCodeAt(i++)-65,c=d?26+(a-b):a+b,o+=F((c%26)+65)
return o}

用法:

var str = "HELLOWORLD";
var key = R(str.length);
var enc = X(str, key, false);
console.log(enc);
console.log(X(enc,key, true));

0

红宝石- 184 179 177个字符

def g;gets.scan(/./).map{|c|c.ord-65}end
m,=g
k=(s=g).map{rand 26}
m==4?(puts k.map{|c|(c+65).chr}*'';y=:+):(k,s=s,g)
puts s.zip(k).map{|c,o|(c.send(y||:-,o).to_i%26+65).chr}*''

像这样运行它: $ ruby pad-lock.rb

如果有人感兴趣的话,这是非高尔夫球版(尽管它与高尔夫球的不是最新的)

def prompt
    gets.scan(/./).map{ |c|c.ord - 65 }
end

mode = prompt[0]
operator = :-
secret = prompt
key = secret.map { |char| rand(26) }

if mode == 4 # the letter E, or ENCRYPT
    key.map { |char| print (char + 65).chr }
    puts
    operator = :+
else
    # make the old secret the new key,
    # and get a new secret (that has been encrypted)
    key, secret = secret, prompt
end

chars = secret.zip(key).map do |secret_char, key_char|

    # if mode == 4 (E) then add, otherwise subtract
    i = secret_char.send(operator, key_char).to_i

    ((i % 26) + 65).chr
end

puts chars.join("")
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