Done railfence ciphers
[cipher-tools.git] / cipher.py
index 7feaedf90fd289b9fda1da60f0dea9565e1108d1..f29151120b411ea2c051b1059c47edc1a5ff230f 100644 (file)
--- a/cipher.py
+++ b/cipher.py
@@ -1,54 +1,17 @@
 import string
 import collections
 import string
 import collections
-import logging
-from itertools import zip_longest, cycle
+import math
+from enum import Enum
+from itertools import zip_longest, cycle, chain
+from language_models import *
 
 
 
 
-logger = logging.getLogger(__name__)
-logger.addHandler(logging.FileHandler('cipher.log'))
-logger.setLevel(logging.WARNING)
-#logger.setLevel(logging.INFO)
-#logger.setLevel(logging.DEBUG)
-
-
-modular_division_table = [[0]*26 for x in range(26)]
+modular_division_table = [[0]*26 for _ in range(26)]
 for a in range(26):
     for b in range(26):
         c = (a * b) % 26
         modular_division_table[b][c] = a
 
 for a in range(26):
     for b in range(26):
         c = (a * b) % 26
         modular_division_table[b][c] = a
 
-def letters(text):
-    """Remove all non-alphabetic characters from a text
-    >>> letters('The Quick')
-    'TheQuick'
-    >>> letters('The Quick BROWN fox jumped! over... the (9lazy) DOG')
-    'TheQuickBROWNfoxjumpedoverthelazyDOG'
-    """
-    return ''.join([c for c in text if c in string.ascii_letters])
-
-def sanitise(text):
-    """Remove all non-alphabetic characters and convert the text to lowercase
-    
-    >>> sanitise('The Quick')
-    'thequick'
-    >>> sanitise('The Quick BROWN fox jumped! over... the (9lazy) DOG')
-    'thequickbrownfoxjumpedoverthelazydog'
-    """
-    # sanitised = [c.lower() for c in text if c in string.ascii_letters]
-    # return ''.join(sanitised)
-    return letters(text).lower()
-
-def ngrams(text, n):
-    """Returns all n-grams of a text
-    
-    >>> ngrams(sanitise('the quick brown fox'), 2) # doctest: +NORMALIZE_WHITESPACE
-    ['th', 'he', 'eq', 'qu', 'ui', 'ic', 'ck', 'kb', 'br', 'ro', 'ow', 'wn', 
-     'nf', 'fo', 'ox']
-    >>> ngrams(sanitise('the quick brown fox'), 4) # doctest: +NORMALIZE_WHITESPACE
-    ['theq', 'hequ', 'equi', 'quic', 'uick', 'ickb', 'ckbr', 'kbro', 'brow', 
-     'rown', 'ownf', 'wnfo', 'nfox']
-    """
-    return [text[i:i+n] for i in range(len(text)-n+1)]
 
 def every_nth(text, n, fillvalue=''):
     """Returns n strings, each of which consists of every nth character, 
 
 def every_nth(text, n, fillvalue=''):
     """Returns n strings, each of which consists of every nth character, 
@@ -64,7 +27,7 @@ def every_nth(text, n, fillvalue=''):
     >>> every_nth(string.ascii_lowercase, 5, fillvalue='!')
     ['afkpuz', 'bglqv!', 'chmrw!', 'dinsx!', 'ejoty!']
     """
     >>> every_nth(string.ascii_lowercase, 5, fillvalue='!')
     ['afkpuz', 'bglqv!', 'chmrw!', 'dinsx!', 'ejoty!']
     """
-    split_text = [text[i:i+n] for i in range(0, len(text), n)]
+    split_text = chunks(text, n, fillvalue)
     return [''.join(l) for l in zip_longest(*split_text, fillvalue=fillvalue)]
 
 def combine_every_nth(split_text):
     return [''.join(l) for l in zip_longest(*split_text, fillvalue=fillvalue)]
 
 def combine_every_nth(split_text):
@@ -130,7 +93,7 @@ def deduplicate(text):
     return list(collections.OrderedDict.fromkeys(text))
 
 
     return list(collections.OrderedDict.fromkeys(text))
 
 
-def caesar_encipher_letter(letter, shift):
+def caesar_encipher_letter(accented_letter, shift):
     """Encipher a letter, given a shift amount
 
     >>> caesar_encipher_letter('a', 1)
     """Encipher a letter, given a shift amount
 
     >>> caesar_encipher_letter('a', 1)
@@ -149,7 +112,12 @@ def caesar_encipher_letter(letter, shift):
     'y'
     >>> caesar_encipher_letter('a', -1)
     'z'
     'y'
     >>> caesar_encipher_letter('a', -1)
     'z'
+    >>> caesar_encipher_letter('A', 1)
+    'B'
+    >>> caesar_encipher_letter('é', 1)
+    'f'
     """
     """
+    letter = unaccent(accented_letter)
     if letter in string.ascii_letters:
         if letter in string.ascii_uppercase:
             alphabet_start = ord('A')
     if letter in string.ascii_letters:
         if letter in string.ascii_uppercase:
             alphabet_start = ord('A')
@@ -181,12 +149,14 @@ def caesar_encipher(message, shift):
     'cdezab'
     >>> caesar_encipher('ab cx yz', 2)
     'cd ez ab'
     'cdezab'
     >>> caesar_encipher('ab cx yz', 2)
     'cd ez ab'
+    >>> caesar_encipher('Héllo World!', 2)
+    'Jgnnq Yqtnf!'
     """
     enciphered = [caesar_encipher_letter(l, shift) for l in message]
     return ''.join(enciphered)
 
 def caesar_decipher(message, shift):
     """
     enciphered = [caesar_encipher_letter(l, shift) for l in message]
     return ''.join(enciphered)
 
 def caesar_decipher(message, shift):
-    """Encipher a message with the Caesar cipher of given shift
+    """Decipher a message with the Caesar cipher of given shift
     
     >>> caesar_decipher('bcd', 1)
     'abc'
     
     >>> caesar_decipher('bcd', 1)
     'abc'
@@ -194,10 +164,12 @@ def caesar_decipher(message, shift):
     'abc'
     >>> caesar_decipher('cd ez ab', 2)
     'ab cx yz'
     'abc'
     >>> caesar_decipher('cd ez ab', 2)
     'ab cx yz'
+    >>> caesar_decipher('Jgnnq Yqtnf!', 2)
+    'Hello World!'
     """
     return caesar_encipher(message, -shift)
 
     """
     return caesar_encipher(message, -shift)
 
-def affine_encipher_letter(letter, multiplier=1, adder=0, one_based=True):
+def affine_encipher_letter(accented_letter, multiplier=1, adder=0, one_based=True):
     """Encipher a letter, given a multiplier and adder
     
     >>> ''.join([affine_encipher_letter(l, 3, 5, True) \
     """Encipher a letter, given a multiplier and adder
     
     >>> ''.join([affine_encipher_letter(l, 3, 5, True) \
@@ -207,6 +179,7 @@ def affine_encipher_letter(letter, multiplier=1, adder=0, one_based=True):
             for l in string.ascii_uppercase])
     'FILORUXADGJMPSVYBEHKNQTWZC'
     """
             for l in string.ascii_uppercase])
     'FILORUXADGJMPSVYBEHKNQTWZC'
     """
+    letter = unaccent(accented_letter)
     if letter in string.ascii_letters:
         if letter in string.ascii_uppercase:
             alphabet_start = ord('A')
     if letter in string.ascii_letters:
         if letter in string.ascii_uppercase:
             alphabet_start = ord('A')
@@ -237,8 +210,9 @@ def affine_decipher_letter(letter, multiplier=1, adder=0, one_based=True):
             alphabet_start = ord('a')
         cipher_number = ord(letter) - alphabet_start
         if one_based: cipher_number += 1
             alphabet_start = ord('a')
         cipher_number = ord(letter) - alphabet_start
         if one_based: cipher_number += 1
-        plaintext_number = ( modular_division_table[multiplier]
-                                                   [(cipher_number - adder) % 26] )
+        plaintext_number = ( 
+            modular_division_table[multiplier]
+                                  [(cipher_number - adder) % 26])
         if one_based: plaintext_number -= 1
         return chr(plaintext_number % 26 + alphabet_start) 
     else:
         if one_based: plaintext_number -= 1
         return chr(plaintext_number % 26 + alphabet_start) 
     else:
@@ -267,28 +241,31 @@ def affine_decipher(message, multiplier=1, adder=0, one_based=True):
     return ''.join(enciphered)
 
 
     return ''.join(enciphered)
 
 
-def keyword_cipher_alphabet_of(keyword, wrap_alphabet=0):
+class KeywordWrapAlphabet(Enum):
+    from_a = 1
+    from_last = 2
+    from_largest = 3
+
+
+def keyword_cipher_alphabet_of(keyword, wrap_alphabet=KeywordWrapAlphabet.from_a):
     """Find the cipher alphabet given a keyword.
     wrap_alphabet controls how the rest of the alphabet is added
     after the keyword.
     """Find the cipher alphabet given a keyword.
     wrap_alphabet controls how the rest of the alphabet is added
     after the keyword.
-    0 : from 'a'
-    1 : from the last letter in the sanitised keyword
-    2 : from the largest letter in the sanitised keyword
 
     >>> keyword_cipher_alphabet_of('bayes')
     'bayescdfghijklmnopqrtuvwxz'
 
     >>> keyword_cipher_alphabet_of('bayes')
     'bayescdfghijklmnopqrtuvwxz'
-    >>> keyword_cipher_alphabet_of('bayes', 0)
+    >>> keyword_cipher_alphabet_of('bayes', KeywordWrapAlphabet.from_a)
     'bayescdfghijklmnopqrtuvwxz'
     'bayescdfghijklmnopqrtuvwxz'
-    >>> keyword_cipher_alphabet_of('bayes', 1)
+    >>> keyword_cipher_alphabet_of('bayes', KeywordWrapAlphabet.from_last)
     'bayestuvwxzcdfghijklmnopqr'
     'bayestuvwxzcdfghijklmnopqr'
-    >>> keyword_cipher_alphabet_of('bayes', 2)
+    >>> keyword_cipher_alphabet_of('bayes', KeywordWrapAlphabet.from_largest)
     'bayeszcdfghijklmnopqrtuvwx'
     """
     'bayeszcdfghijklmnopqrtuvwx'
     """
-    if wrap_alphabet == 0:
+    if wrap_alphabet == KeywordWrapAlphabet.from_a:
         cipher_alphabet = ''.join(deduplicate(sanitise(keyword) + 
                                               string.ascii_lowercase))
     else:
         cipher_alphabet = ''.join(deduplicate(sanitise(keyword) + 
                                               string.ascii_lowercase))
     else:
-        if wrap_alphabet == 1:
+        if wrap_alphabet == KeywordWrapAlphabet.from_last:
             last_keyword_letter = deduplicate(sanitise(keyword))[-1]
         else:
             last_keyword_letter = sorted(sanitise(keyword))[-1]
             last_keyword_letter = deduplicate(sanitise(keyword))[-1]
         else:
             last_keyword_letter = sorted(sanitise(keyword))[-1]
@@ -301,7 +278,7 @@ def keyword_cipher_alphabet_of(keyword, wrap_alphabet=0):
     return cipher_alphabet
 
 
     return cipher_alphabet
 
 
-def keyword_encipher(message, keyword, wrap_alphabet=0):
+def keyword_encipher(message, keyword, wrap_alphabet=KeywordWrapAlphabet.from_a):
     """Enciphers a message with a keyword substitution cipher.
     wrap_alphabet controls how the rest of the alphabet is added
     after the keyword.
     """Enciphers a message with a keyword substitution cipher.
     wrap_alphabet controls how the rest of the alphabet is added
     after the keyword.
@@ -311,18 +288,18 @@ def keyword_encipher(message, keyword, wrap_alphabet=0):
 
     >>> keyword_encipher('test message', 'bayes')
     'rsqr ksqqbds'
 
     >>> keyword_encipher('test message', 'bayes')
     'rsqr ksqqbds'
-    >>> keyword_encipher('test message', 'bayes', 0)
+    >>> keyword_encipher('test message', 'bayes', KeywordWrapAlphabet.from_a)
     'rsqr ksqqbds'
     'rsqr ksqqbds'
-    >>> keyword_encipher('test message', 'bayes', 1)
+    >>> keyword_encipher('test message', 'bayes', KeywordWrapAlphabet.from_last)
     'lskl dskkbus'
     'lskl dskkbus'
-    >>> keyword_encipher('test message', 'bayes', 2)
+    >>> keyword_encipher('test message', 'bayes', KeywordWrapAlphabet.from_largest)
     'qspq jsppbcs'
     """
     cipher_alphabet = keyword_cipher_alphabet_of(keyword, wrap_alphabet)
     cipher_translation = ''.maketrans(string.ascii_lowercase, cipher_alphabet)
     'qspq jsppbcs'
     """
     cipher_alphabet = keyword_cipher_alphabet_of(keyword, wrap_alphabet)
     cipher_translation = ''.maketrans(string.ascii_lowercase, cipher_alphabet)
-    return message.lower().translate(cipher_translation)
+    return unaccent(message).lower().translate(cipher_translation)
 
 
-def keyword_decipher(message, keyword, wrap_alphabet=0):
+def keyword_decipher(message, keyword, wrap_alphabet=KeywordWrapAlphabet.from_a):
     """Deciphers a message with a keyword substitution cipher.
     wrap_alphabet controls how the rest of the alphabet is added
     after the keyword.
     """Deciphers a message with a keyword substitution cipher.
     wrap_alphabet controls how the rest of the alphabet is added
     after the keyword.
@@ -332,57 +309,40 @@ def keyword_decipher(message, keyword, wrap_alphabet=0):
     
     >>> keyword_decipher('rsqr ksqqbds', 'bayes')
     'test message'
     
     >>> keyword_decipher('rsqr ksqqbds', 'bayes')
     'test message'
-    >>> keyword_decipher('rsqr ksqqbds', 'bayes', 0)
+    >>> keyword_decipher('rsqr ksqqbds', 'bayes', KeywordWrapAlphabet.from_a)
     'test message'
     'test message'
-    >>> keyword_decipher('lskl dskkbus', 'bayes', 1)
+    >>> keyword_decipher('lskl dskkbus', 'bayes', KeywordWrapAlphabet.from_last)
     'test message'
     'test message'
-    >>> keyword_decipher('qspq jsppbcs', 'bayes', 2)                                                                                            
+    >>> keyword_decipher('qspq jsppbcs', 'bayes', KeywordWrapAlphabet.from_largest)
     'test message'
     """
     cipher_alphabet = keyword_cipher_alphabet_of(keyword, wrap_alphabet)
     cipher_translation = ''.maketrans(cipher_alphabet, string.ascii_lowercase)
     return message.lower().translate(cipher_translation)
 
     'test message'
     """
     cipher_alphabet = keyword_cipher_alphabet_of(keyword, wrap_alphabet)
     cipher_translation = ''.maketrans(cipher_alphabet, string.ascii_lowercase)
     return message.lower().translate(cipher_translation)
 
-def scytale_encipher(message, rows):
-    """Enciphers using the scytale transposition cipher.
-    Message is padded with spaces to allow all rows to be the same length.
 
 
-    >>> scytale_encipher('thequickbrownfox', 3)
-    'tcnhkfeboqrxuo iw '
-    >>> scytale_encipher('thequickbrownfox', 4)
-    'tubnhirfecooqkwx'
-    >>> scytale_encipher('thequickbrownfox', 5)
-    'tubn hirf ecoo qkwx '
-    >>> scytale_encipher('thequickbrownfox', 6)
-    'tqcrnxhukof eibwo '
-    >>> scytale_encipher('thequickbrownfox', 7)
-    'tqcrnx hukof  eibwo  '
+def vigenere_encipher(message, keyword):
+    """Vigenere encipher
+
+    >>> vigenere_encipher('hello', 'abc')
+    'hfnlp'
     """
     """
-    if len(message) % rows != 0:
-        message += ' '*(rows - len(message) % rows)
-    row_length = round(len(message) / rows)
-    slices = [message[i:i+row_length] 
-              for i in range(0, len(message), row_length)]
-    return ''.join([''.join(r) for r in zip_longest(*slices, fillvalue='')])
+    shifts = [ord(l) - ord('a') for l in sanitise(keyword)]
+    pairs = zip(message, cycle(shifts))
+    return ''.join([caesar_encipher_letter(l, k) for l, k in pairs])
 
 
-def scytale_decipher(message, rows):
-    """Deciphers using the scytale transposition cipher.
-    Assumes the message is padded so that all rows are the same length.
-    
-    >>> scytale_decipher('tcnhkfeboqrxuo iw ', 3)
-    'thequickbrownfox  '
-    >>> scytale_decipher('tubnhirfecooqkwx', 4)
-    'thequickbrownfox'
-    >>> scytale_decipher('tubn hirf ecoo qkwx ', 5)
-    'thequickbrownfox    '
-    >>> scytale_decipher('tqcrnxhukof eibwo ', 6)
-    'thequickbrownfox  '
-    >>> scytale_decipher('tqcrnx hukof  eibwo  ', 7)
-    'thequickbrownfox     '
+def vigenere_decipher(message, keyword):
+    """Vigenere decipher
+
+    >>> vigenere_decipher('hfnlp', 'abc')
+    'hello'
     """
     """
-    cols = round(len(message) / rows)
-    columns = [message[i:i+rows] for i in range(0, cols * rows, rows)]
-    return ''.join([''.join(c) for c in zip_longest(*columns, fillvalue='')])
+    shifts = [ord(l) - ord('a') for l in sanitise(keyword)]
+    pairs = zip(message, cycle(shifts))
+    return ''.join([caesar_decipher_letter(l, k) for l, k in pairs])
+
+beaufort_encipher=vigenere_decipher
+beaufort_decipher=vigenere_encipher
 
 
 def transpositions_of(keyword):
 
 
 def transpositions_of(keyword):
@@ -407,71 +367,351 @@ def transpositions_of(keyword):
         transpositions = tuple(key.index(l) for l in sorted(key))
         return transpositions
 
         transpositions = tuple(key.index(l) for l in sorted(key))
         return transpositions
 
+def pad(message_len, group_len, fillvalue):
+    padding_length = group_len - message_len % group_len
+    if padding_length == group_len: padding_length = 0
+    padding = ''
+    for i in range(padding_length):
+        if callable(fillvalue):
+            padding += fillvalue()
+        else:
+            padding += fillvalue
+    return padding
+
 def column_transposition_encipher(message, keyword, fillvalue=' ', 
 def column_transposition_encipher(message, keyword, fillvalue=' ', 
-      columnwise=False):
+      fillcolumnwise=False,
+      emptycolumnwise=False):
     """Enciphers using the column transposition cipher.
     Message is padded to allow all rows to be the same length.
 
     """Enciphers using the column transposition cipher.
     Message is padded to allow all rows to be the same length.
 
-    >>> column_transposition_encipher('hellothere', 'clever')
+    >>> column_transposition_encipher('hellothere', 'abcdef', fillcolumnwise=True)
+    'hlohr eltee '
+    >>> column_transposition_encipher('hellothere', 'abcdef', fillcolumnwise=True, emptycolumnwise=True)
+    'hellothere  '
+    >>> column_transposition_encipher('hellothere', 'abcdef')
+    'hellothere  '
+    >>> column_transposition_encipher('hellothere', 'abcde')
+    'hellothere'
+    >>> column_transposition_encipher('hellothere', 'abcde', fillcolumnwise=True, emptycolumnwise=True)
+    'hellothere'
+    >>> column_transposition_encipher('hellothere', 'abcde', fillcolumnwise=True, emptycolumnwise=False)
+    'hlohreltee'
+    >>> column_transposition_encipher('hellothere', 'abcde', fillcolumnwise=False, emptycolumnwise=True)
+    'htehlelroe'
+    >>> column_transposition_encipher('hellothere', 'abcde', fillcolumnwise=False, emptycolumnwise=False)
+    'hellothere'
+    >>> column_transposition_encipher('hellothere', 'clever', fillcolumnwise=True, emptycolumnwise=True)
+    'heotllrehe'
+    >>> column_transposition_encipher('hellothere', 'clever', fillcolumnwise=True, emptycolumnwise=False)
+    'holrhetlee'
+    >>> column_transposition_encipher('hellothere', 'clever', fillcolumnwise=False, emptycolumnwise=True)
+    'htleehoelr'
+    >>> column_transposition_encipher('hellothere', 'clever', fillcolumnwise=False, emptycolumnwise=False)
     'hleolteher'
     'hleolteher'
+    >>> column_transposition_encipher('hellothere', 'cleverly')
+    'hleolthre e '
     >>> column_transposition_encipher('hellothere', 'cleverly', fillvalue='!')
     'hleolthre!e!'
     >>> column_transposition_encipher('hellothere', 'cleverly', fillvalue='!')
     'hleolthre!e!'
-    >>> column_transposition_encipher('hellothere', 'clever', columnwise=True)
-    'htleehoelr'
+    >>> column_transposition_encipher('hellothere', 'cleverly', fillvalue=lambda: '*')
+    'hleolthre*e*'
     """
     transpositions = transpositions_of(keyword)
     """
     transpositions = transpositions_of(keyword)
-    columns = every_nth(message, len(transpositions), fillvalue=fillvalue)
-    transposed_columns = transpose(columns, transpositions)
-    if columnwise:
-        return ''.join(transposed_columns)
+    message += pad(len(message), len(transpositions), fillvalue)
+    if fillcolumnwise:
+        rows = every_nth(message, len(message) // len(transpositions))
     else:
     else:
-        return combine_every_nth(transposed_columns)
+        rows = chunks(message, len(transpositions))
+    transposed = [transpose(r, transpositions) for r in rows]
+    if emptycolumnwise:
+        return combine_every_nth(transposed)
+    else:
+        return ''.join(chain(*transposed))
 
 def column_transposition_decipher(message, keyword, fillvalue=' ', 
 
 def column_transposition_decipher(message, keyword, fillvalue=' ', 
-      columnwise=False):
+      fillcolumnwise=False,
+      emptycolumnwise=False):
     """Deciphers using the column transposition cipher.
     Message is padded to allow all rows to be the same length.
 
     """Deciphers using the column transposition cipher.
     Message is padded to allow all rows to be the same length.
 
-    >>> column_transposition_decipher('hleolteher', 'clever')
+    >>> column_transposition_decipher('hellothere', 'abcde', fillcolumnwise=True, emptycolumnwise=True)
+    'hellothere'
+    >>> column_transposition_decipher('hlohreltee', 'abcde', fillcolumnwise=True, emptycolumnwise=False)
+    'hellothere'
+    >>> column_transposition_decipher('htehlelroe', 'abcde', fillcolumnwise=False, emptycolumnwise=True)
+    'hellothere'
+    >>> column_transposition_decipher('hellothere', 'abcde', fillcolumnwise=False, emptycolumnwise=False)
     'hellothere'
     'hellothere'
-    >>> column_transposition_decipher('hleolthre!e!', 'cleverly', fillvalue='?')
-    'hellothere!!'
-    >>> column_transposition_decipher('htleehoelr', 'clever', columnwise=True)
+    >>> column_transposition_decipher('heotllrehe', 'clever', fillcolumnwise=True, emptycolumnwise=True)
+    'hellothere'
+    >>> column_transposition_decipher('holrhetlee', 'clever', fillcolumnwise=True, emptycolumnwise=False)
+    'hellothere'
+    >>> column_transposition_decipher('htleehoelr', 'clever', fillcolumnwise=False, emptycolumnwise=True)
+    'hellothere'
+    >>> column_transposition_decipher('hleolteher', 'clever', fillcolumnwise=False, emptycolumnwise=False)
     'hellothere'
     """
     transpositions = transpositions_of(keyword)
     'hellothere'
     """
     transpositions = transpositions_of(keyword)
-    if columnwise:
-        columns = chunks(message, int(len(message) / len(transpositions)))
+    message += pad(len(message), len(transpositions), '*')
+    if emptycolumnwise:
+        rows = every_nth(message, len(message) // len(transpositions))
     else:
     else:
-        columns = every_nth(message, len(transpositions), fillvalue=fillvalue)
-    untransposed_columns = untranspose(columns, transpositions)
-    return combine_every_nth(untransposed_columns)
-
+        rows = chunks(message, len(transpositions))
+    untransposed = [untranspose(r, transpositions) for r in rows]
+    if fillcolumnwise:
+        return combine_every_nth(untransposed)
+    else:
+        return ''.join(chain(*untransposed))
 
 
-def vigenere_encipher(message, keyword):
-    """Vigenere encipher
+def scytale_encipher(message, rows, fillvalue=' '):
+    """Enciphers using the scytale transposition cipher.
+    Message is padded with spaces to allow all rows to be the same length.
 
 
-    >>> vigenere_encipher('hello', 'abc')
-    'hfnlp'
+    >>> scytale_encipher('thequickbrownfox', 3)
+    'tcnhkfeboqrxuo iw '
+    >>> scytale_encipher('thequickbrownfox', 4)
+    'tubnhirfecooqkwx'
+    >>> scytale_encipher('thequickbrownfox', 5)
+    'tubn hirf ecoo qkwx '
+    >>> scytale_encipher('thequickbrownfox', 6)
+    'tqcrnxhukof eibwo '
+    >>> scytale_encipher('thequickbrownfox', 7)
+    'tqcrnx hukof  eibwo  '
     """
     """
-    shifts = [ord(l) - ord('a') for l in sanitise(keyword)]
-    pairs = zip(message, cycle(shifts))
-    return ''.join([caesar_encipher_letter(l, k) for l, k in pairs])
+    # transpositions = [i for i in range(math.ceil(len(message) / rows))]
+    # return column_transposition_encipher(message, transpositions, 
+    #     fillvalue=fillvalue, fillcolumnwise=False, emptycolumnwise=True)
+    transpositions = [i for i in range(rows)]
+    return column_transposition_encipher(message, transpositions, 
+        fillvalue=fillvalue, fillcolumnwise=True, emptycolumnwise=False)
 
 
-def vigenere_decipher(message, keyword):
-    """Vigenere decipher
-
-    >>> vigenere_decipher('hfnlp', 'abc')
-    'hello'
+def scytale_decipher(message, rows):
+    """Deciphers using the scytale transposition cipher.
+    Assumes the message is padded so that all rows are the same length.
+    
+    >>> scytale_decipher('tcnhkfeboqrxuo iw ', 3)
+    'thequickbrownfox  '
+    >>> scytale_decipher('tubnhirfecooqkwx', 4)
+    'thequickbrownfox'
+    >>> scytale_decipher('tubn hirf ecoo qkwx ', 5)
+    'thequickbrownfox    '
+    >>> scytale_decipher('tqcrnxhukof eibwo ', 6)
+    'thequickbrownfox  '
+    >>> scytale_decipher('tqcrnx hukof  eibwo  ', 7)
+    'thequickbrownfox     '
     """
     """
-    shifts = [ord(l) - ord('a') for l in sanitise(keyword)]
-    pairs = zip(message, cycle(shifts))
-    return ''.join([caesar_decipher_letter(l, k) for l, k in pairs])
-
-beaufort_encipher=vigenere_decipher
-beaufort_decipher=vigenere_encipher
+    # transpositions = [i for i in range(math.ceil(len(message) / rows))]
+    # return column_transposition_decipher(message, transpositions, 
+    #     fillcolumnwise=False, emptycolumnwise=True)
+    transpositions = [i for i in range(rows)]
+    return column_transposition_decipher(message, transpositions, 
+        fillcolumnwise=True, emptycolumnwise=False)
+
+
+def railfence_encipher(message, height, fillvalue=' '):
+    """Railfence cipher
+
+    >>> railfence_encipher('hellothereavastmeheartiesthisisalongpieceoftextfortestingrailfenceciphers', 2, fillvalue='!')
+    'hlohraateerishsslnpeefetotsigaleccpeselteevsmhatetiiaogicotxfretnrifneihr!'
+    >>> railfence_encipher('hellothereavastmeheartiesthisisalongpieceoftextfortestingrailfenceciphers', 3, fillvalue='!')
+    'horaersslpeeosglcpselteevsmhatetiiaogicotxfretnrifneihr!!lhateihsnefttiaece!'
+    >>> railfence_encipher('hellothereavastmeheartiesthisisalongpieceoftextfortestingrailfenceciphers', 5, fillvalue='!')
+    'hresleogcseeemhetaocofrnrner!!lhateihsnefttiaece!!ltvsatiigitxetifih!!oarspeslp!'
+    >>> railfence_encipher('hellothereavastmeheartiesthisisalongpieceoftextfortestingrailfenceciphers', 10, fillvalue='!')
+    'hepisehagitnr!!lernesge!!lmtocerh!!otiletap!!tseaorii!!hassfolc!!evtitffe!!rahsetec!!eixn!'
+    """
+    sections = chunks(message, (height - 1) * 2, fillvalue=fillvalue)
+    # Add the top row
+    rows = [s[0] for s in sections]
+    # process the middle rows of the grid
+    for r in range(1, height - 1):
+        rows += [s[r] + s[-r] for s in sections]
+    # process the bottom row
+    rows += [s[height - 1] for s in sections]
+    return ''.join(rows)
+
+def railfence_decipher(message, height):
+    """Railfence decipher. Assumes the message is already the correct length.
+
+    >>> railfence_decipher('hlohraateerishsslnpeefetotsigaleccpeselteevsmhatetiiaogicotxfretnrifneihr!', 2).strip('!')
+    'hellothereavastmeheartiesthisisalongpieceoftextfortestingrailfenceciphers'
+    >>> railfence_decipher('horaersslpeeosglcpselteevsmhatetiiaogicotxfretnrifneihr!!lhateihsnefttiaece!', 3).strip('!')
+    'hellothereavastmeheartiesthisisalongpieceoftextfortestingrailfenceciphers'
+    >>> railfence_decipher('hresleogcseeemhetaocofrnrner!!lhateihsnefttiaece!!ltvsatiigitxetifih!!oarspeslp!', 5).strip('!')
+    'hellothereavastmeheartiesthisisalongpieceoftextfortestingrailfenceciphers'
+    >>> railfence_decipher('hepisehagitnr!!lernesge!!lmtocerh!!otiletap!!tseaorii!!hassfolc!!evtitffe!!rahsetec!!eixn!', 10).strip('!')
+    'hellothereavastmeheartiesthisisalongpieceoftextfortestingrailfenceciphers'
+    """
+    n_secs = len(message) // ((height - 1) * 2)
+    downrows = [message[:n_secs]]
+    uprows = []
+    for r in range(height-2):
+        midrow = message[(2 * r + 1) * n_secs:(2 * r + 1) * n_secs + n_secs * 2]
+        downrows += [''.join([midrow[i] for i in range(0, len(midrow), 2)])]
+        uprows = [''.join([midrow[i] for i in range(1, len(midrow), 2)])] + uprows
+    downrows += [message[-n_secs:]]
+    rows = downrows + uprows
+    return ''.join(letter for section in zip(*rows) for letter in section)
+
+
+class PocketEnigma(object):
+    """A pocket enigma machine
+    The wheel is internally represented as a 26-element list self.wheel_map, 
+    where wheel_map[i] == j shows that the position i places on from the arrow 
+    maps to the position j places on.
+    """
+    def __init__(self, wheel=1, position='a'):
+        """initialise the pocket enigma, including which wheel to use and the
+        starting position of the wheel.
+
+        The wheel is either 1 or 2 (the predefined wheels) or a list of letter
+        pairs.
+
+        The position is the letter pointed to by the arrow on the wheel.
+
+        >>> pe.wheel_map
+        [25, 4, 23, 10, 1, 7, 9, 5, 12, 6, 3, 17, 8, 14, 13, 21, 19, 11, 20, 16, 18, 15, 24, 2, 22, 0]
+        >>> pe.position
+        0
+        """
+        self.wheel1 = [('a', 'z'), ('b', 'e'), ('c', 'x'), ('d', 'k'), 
+            ('f', 'h'), ('g', 'j'), ('i', 'm'), ('l', 'r'), ('n', 'o'), 
+            ('p', 'v'), ('q', 't'), ('s', 'u'), ('w', 'y')]
+        self.wheel2 = [('a', 'c'), ('b', 'd'), ('e', 'w'), ('f', 'i'), 
+            ('g', 'p'), ('h', 'm'), ('j', 'k'), ('l', 'n'), ('o', 'q'), 
+            ('r', 'z'), ('s', 'u'), ('t', 'v'), ('x', 'y')]
+        if wheel == 1:
+            self.make_wheel_map(self.wheel1)
+        elif wheel == 2:
+            self.make_wheel_map(self.wheel2)
+        else:
+            self.validate_wheel_spec(wheel)
+            self.make_wheel_map(wheel)
+        if position in string.ascii_lowercase:
+            self.position = ord(position) - ord('a')
+        else:
+            self.position = position
+
+    def make_wheel_map(self, wheel_spec):
+        """Expands a wheel specification from a list of letter-letter pairs
+        into a full wheel_map.
+
+        >>> pe.make_wheel_map(pe.wheel2)
+        [2, 3, 0, 1, 22, 8, 15, 12, 5, 10, 9, 13, 7, 11, 16, 6, 14, 25, 20, 21, 18, 19, 4, 24, 23, 17]
+        """
+        self.validate_wheel_spec(wheel_spec)
+        self.wheel_map = [0] * 26
+        for p in wheel_spec:
+            self.wheel_map[ord(p[0]) - ord('a')] = ord(p[1]) - ord('a')
+            self.wheel_map[ord(p[1]) - ord('a')] = ord(p[0]) - ord('a')
+        return self.wheel_map
+
+    def validate_wheel_spec(self, wheel_spec):
+        """Validates that a wheel specificaiton will turn into a valid wheel
+        map.
+
+        >>> pe.validate_wheel_spec([])
+        Traceback (most recent call last):
+            ...
+        ValueError: Wheel specification has 0 pairs, requires 13
+        >>> pe.validate_wheel_spec([('a', 'b', 'c')]*13)
+        Traceback (most recent call last):
+            ...
+        ValueError: Not all mappings in wheel specificationhave two elements
+        >>> pe.validate_wheel_spec([('a', 'b')]*13)
+        Traceback (most recent call last):
+            ...
+        ValueError: Wheel specification does not contain 26 letters
+        """
+        if len(wheel_spec) != 13:
+            raise ValueError("Wheel specification has {} pairs, requires 13".
+                format(len(wheel_spec)))
+        for p in wheel_spec:
+            if len(p) != 2:
+                raise ValueError("Not all mappings in wheel specification"
+                    "have two elements")
+        if len(set([p[0] for p in wheel_spec] + 
+                    [p[1] for p in wheel_spec])) != 26:
+            raise ValueError("Wheel specification does not contain 26 letters")
+
+    def encipher_letter(self, letter):
+        """Enciphers a single letter, by advancing the wheel before looking up
+        the letter on the wheel.
+
+        >>> pe.set_position('f')
+        5
+        >>> pe.encipher_letter('k')
+        'h'
+        """
+        self.advance()
+        return self.lookup(letter)
+    decipher_letter = encipher_letter
+
+    def lookup(self, letter):
+        """Look up what a letter enciphers to, without turning the wheel.
+
+        >>> pe.set_position('f')
+        5
+        >>> ''.join([pe.lookup(l) for l in string.ascii_lowercase])
+        'udhbfejcpgmokrliwntsayqzvx'
+        >>> pe.lookup('A')
+        ''
+        """
+        if letter in string.ascii_lowercase:
+            return chr(
+                (self.wheel_map[(ord(letter) - ord('a') - self.position) % 26] + 
+                    self.position) % 26 + 
+                ord('a'))
+        else:
+            return ''
+
+    def advance(self):
+        """Advances the wheel one position.
+
+        >>> pe.set_position('f')
+        5
+        >>> pe.advance()
+        6
+        """
+        self.position = (self.position + 1) % 26
+        return self.position
+
+    def encipher(self, message, starting_position=None):
+        """Enciphers a whole message.
+
+        >>> pe.set_position('f')
+        5
+        >>> pe.encipher('helloworld')
+        'kjsglcjoqc'
+        >>> pe.set_position('f')
+        5
+        >>> pe.encipher('kjsglcjoqc')
+        'helloworld'
+        >>> pe.encipher('helloworld', starting_position = 'x')
+        'egrekthnnf'
+        """
+        if starting_position:
+            self.set_position(starting_position)
+        transformed = ''
+        for l in message:
+            transformed += self.encipher_letter(l)
+        return transformed
+    decipher = encipher
+
+    def set_position(self, position):
+        """Sets the position of the wheel, by specifying the letter the arrow
+        points to.
+
+        >>> pe.set_position('a')
+        0
+        >>> pe.set_position('m')
+        12
+        >>> pe.set_position('z')
+        25
+        """
+        self.position = ord(position) - ord('a')
+        return self.position
 
 
 if __name__ == "__main__":
     import doctest
 
 
 if __name__ == "__main__":
     import doctest
-    doctest.testmod()
+    doctest.testmod(extraglobs={'pe': PocketEnigma(1, 'a')})