Breaking keyword ciphers
authorNeil Smith <neil.git@njae.me.uk>
Mon, 14 Jul 2014 18:40:17 +0000 (19:40 +0100)
committerNeil Smith <neil.git@njae.me.uk>
Mon, 14 Jul 2014 18:40:17 +0000 (19:40 +0100)
cipher.py

index 5a7781b7e0dc23db854bc8cd57631dcf3de2910a..bde9ea1edae60438c4ea131690c9221c689f1eab 100644 (file)
--- a/cipher.py
+++ b/cipher.py
@@ -16,82 +16,6 @@ for a in range(26):
         modular_division_table[b][c] = a
 
 
-def every_nth(text, n, fillvalue=''):
-    """Returns n strings, each of which consists of every nth character,
-    starting with the 0th, 1st, 2nd, ... (n-1)th character
-
-    >>> every_nth(string.ascii_lowercase, 5)
-    ['afkpuz', 'bglqv', 'chmrw', 'dinsx', 'ejoty']
-    >>> every_nth(string.ascii_lowercase, 1)
-    ['abcdefghijklmnopqrstuvwxyz']
-    >>> every_nth(string.ascii_lowercase, 26) # doctest: +NORMALIZE_WHITESPACE
-    ['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']
-    >>> every_nth(string.ascii_lowercase, 5, fillvalue='!')
-    ['afkpuz', 'bglqv!', 'chmrw!', 'dinsx!', 'ejoty!']
-    """
-    split_text = chunks(text, n, fillvalue)
-    return [''.join(l) for l in zip_longest(*split_text, fillvalue=fillvalue)]
-
-def combine_every_nth(split_text):
-    """Reforms a text split into every_nth strings
-
-    >>> combine_every_nth(every_nth(string.ascii_lowercase, 5))
-    'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'
-    >>> combine_every_nth(every_nth(string.ascii_lowercase, 1))
-    'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'
-    >>> combine_every_nth(every_nth(string.ascii_lowercase, 26))
-    'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'
-    """
-    return ''.join([''.join(l)
-                    for l in zip_longest(*split_text, fillvalue='')])
-
-def chunks(text, n, fillvalue=None):
-    """Split a text into chunks of n characters
-
-    >>> chunks('abcdefghi', 3)
-    ['abc', 'def', 'ghi']
-    >>> chunks('abcdefghi', 4)
-    ['abcd', 'efgh', 'i']
-    >>> chunks('abcdefghi', 4, fillvalue='!')
-    ['abcd', 'efgh', 'i!!!']
-    """
-    if fillvalue:
-        padding = fillvalue[0] * (n - len(text) % n)
-    else:
-        padding = ''
-    return [(text+padding)[i:i+n] for i in range(0, len(text), n)]
-
-def transpose(items, transposition):
-    """Moves items around according to the given transposition
-
-    >>> transpose(['a', 'b', 'c', 'd'], (0,1,2,3))
-    ['a', 'b', 'c', 'd']
-    >>> transpose(['a', 'b', 'c', 'd'], (3,1,2,0))
-    ['d', 'b', 'c', 'a']
-    >>> transpose([10,11,12,13,14,15], (3,2,4,1,5,0))
-    [13, 12, 14, 11, 15, 10]
-    """
-    transposed = [''] * len(transposition)
-    for p, t in enumerate(transposition):
-        transposed[p] = items[t]
-    return transposed
-
-def untranspose(items, transposition):
-    """Undoes a transpose
-
-    >>> untranspose(['a', 'b', 'c', 'd'], [0,1,2,3])
-    ['a', 'b', 'c', 'd']
-    >>> untranspose(['d', 'b', 'c', 'a'], [3,1,2,0])
-    ['a', 'b', 'c', 'd']
-    >>> untranspose([13, 12, 14, 11, 15, 10], [3,2,4,1,5,0])
-    [10, 11, 12, 13, 14, 15]
-    """
-    transposed = [''] * len(transposition)
-    for p, t in enumerate(transposition):
-        transposed[t] = items[p]
-    return transposed
-
 def deduplicate(text):
     """If a string contains duplicate letters, remove all but the first. Retain
     the order of the letters.
@@ -363,175 +287,6 @@ beaufort_encipher = vigenere_decipher
 beaufort_decipher = vigenere_encipher
 
 
-def transpositions_of(keyword):
-    """Finds the transpostions given by a keyword. For instance, the keyword
-    'clever' rearranges to 'celrv', so the first column (0) stays first, the
-    second column (1) moves to third, the third column (2) moves to second,
-    and so on.
-
-    If passed a tuple, assume it's already a transposition and just return it.
-
-    >>> transpositions_of('clever')
-    (0, 2, 1, 4, 3)
-    >>> transpositions_of('fred')
-    (3, 2, 0, 1)
-    >>> transpositions_of((3, 2, 0, 1))
-    (3, 2, 0, 1)
-    """
-    if isinstance(keyword, tuple):
-        return keyword
-    else:
-        key = deduplicate(keyword)
-        transpositions = tuple(key.index(l) for l in sorted(key))
-        return transpositions
-
-def pad(message_len, group_len, fillvalue):
-    """Returns the padding required to extend a message of message_len to an
-    even multiple of group_len, by adding repreated copies of fillvalue.
-    fillvalue can either be a character or a function that returns a character.
-
-    >>> pad(10, 4, '!')
-    '!!'
-    >>> pad(8, 4, '!')
-    ''
-    >>> pad(16, 4, '!')
-    ''
-    >>> pad(10, 4, lambda: '*')
-    '**'
-    """
-    padding_length = group_len - message_len % group_len
-    if padding_length == group_len: padding_length = 0
-    padding = ''
-    for _ in range(padding_length):
-        if callable(fillvalue):
-            padding += fillvalue()
-        else:
-            padding += fillvalue
-    return padding
-
-def column_transposition_encipher(message, keyword, fillvalue=' ',
-                                  fillcolumnwise=False,
-                                  emptycolumnwise=False):
-    """Enciphers using the column transposition cipher.
-    Message is padded to allow all rows to be the same length.
-
-    >>> 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'
-    >>> column_transposition_encipher('hellothere', 'cleverly')
-    'hleolthre e '
-    >>> column_transposition_encipher('hellothere', 'cleverly', fillvalue='!')
-    'hleolthre!e!'
-    >>> column_transposition_encipher('hellothere', 'cleverly', fillvalue=lambda: '*')
-    'hleolthre*e*'
-    """
-    transpositions = transpositions_of(keyword)
-    message += pad(len(message), len(transpositions), fillvalue)
-    if fillcolumnwise:
-        rows = every_nth(message, len(message) // len(transpositions))
-    else:
-        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=' ',
-                                  fillcolumnwise=False,
-                                  emptycolumnwise=False):
-    """Deciphers using the column transposition cipher.
-    Message is padded to allow all rows to be the same length.
-
-    >>> 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'
-    >>> 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)
-    message += pad(len(message), len(transpositions), '*')
-    if emptycolumnwise:
-        rows = every_nth(message, len(message) // len(transpositions))
-    else:
-        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 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.
-
-    >>> 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  '
-    """
-    transpositions = [i for i in range(rows)]
-    return column_transposition_encipher(message, transpositions,
-            fillvalue=fillvalue, fillcolumnwise=True, emptycolumnwise=False)
-
-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     '
-    """
-    transpositions = [i for i in range(rows)]
-    return column_transposition_decipher(message, transpositions,
-        fillcolumnwise=True, emptycolumnwise=False)
-
-
 if __name__ == "__main__":
     import doctest
     doctest.testmod()