波仔
💻 第十章 试着加密数据吧
📄 一句话概括

凯撒密码把每个字符的编码统一错开几位：错开是加密、错回是解密——计算机里字符本来就是数字，错起来顺手极了。

📝 本节和前面几节的关系

三要素认识了，本节看最古老的加密算法——两千年前的凯撒大帝用过的【错开编码】。

一、凯撒密码的做法

字母表 A~Z 排成一圈，每个字母沿固定位数挪一个位置：错开 3 位，A 变 D、B 变 E； HELLO 错开 3 位就成了 KHOOR——明文里看不出原文的影子； 解密就是反向操作：把每个字母往回挪 3 位，KHOOR 回到 HELLO。

二、为什么计算机做这个特别顺手

计算机里字符本来就是编号（ASCII／Unicode）——【错开】就是编号加减法； 一圈循环用取余实现：编码加 3 后对 26 取余，Z 再往后就绕回 A； 中文同样适用：UTF-8 下汉字也是一串数字，数字都能错开——思路通用，只是实际不用它加密中文。

三、密钥就是【错开几位】

这套方法里密钥小得可怜：错开的位数本身——0 到 25 只有 26 种可能； 方法公开、密钥极短，破译者拿到密文把 26 种全试一遍就破防； 下一节就顺着这个破绽，看【密钥空间】怎么决定安全程度。

四、动手 Demo：亲手错开一次字符编码

把 HELLO 逐字符错开 3 位加密，再错回来解密，看清每个编号的来龙去脉。

plain = "HELLO"
k = 3
enc = "".join(chr((ord(c) - ord("A") + k) % 26 + ord("A")) for c in plain)
print("密文:", enc)
dec = "".join(chr((ord(c) - ord("A") - k) % 26 + ord("A")) for c in enc)
print("解出:", dec)

实跑输出：

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错开字符编码的加密方式
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最古老的加密: 把每个字符的编码统一错开几位——叫【凯撒密码】, 凯撒大帝用过。

    错开 3 位, 逐个字符加密 HELLO:
        H (编号 72) -> K (编号 75)
        E (编号 69) -> H (编号 72)
        L (编号 76) -> O (编号 79)
        L (编号 76) -> O (编号 79)
        O (编号 79) -> R (编号 82)

    密文: KHOOR

    解密就是把编号往回错 k 位:
    KHOOR -> HELLO  <- 回到明文

计算机里字符本来就是数字(1.4 节【对计算机来说什么都是数字】),
所以【错开编码】这种加密对计算机来说顺手极了。
中文没有字母表, UTF-8 下同样是一串数字——数字都能错开, 思路通用。

enc 是 KHOOR——H(7)→K(10)、E(4)→H(7)，每个编号都恰好前进了 3。 取余 % 26 负责绕圈：X 错开 3 位会绕过 Z 回到 A，这就是【排成一圈】的写法。

30 秒实验

  1. 手工把 NETWORK 错开 3 位写出密文，再自己错回去验证。
  2. 用 Python 把错开位数改成 13 再加密 HELLO，观察加密两次会发生什么（ROT13 的彩蛋）。

常见误区

  1. 以为凯撒密码只能加密英文——原理是错开编码，对任何数字编码都成立。
  2. 以为错开位数越多越安全——位数再多也只有 25 种实质选择，暴力全试毫无压力。
自测三问（点开对答案） 1. 凯撒密码的加密动作是什么？ —— 把每个字符的编码沿字母表错开固定位数。 2. 它的密钥是什么？ —— 错开的位数——密钥空间只有 26。 3. 解密怎么做？ —— 反向错回同样的位数（等价于错开 26 减密钥位）。

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