Złam ten kod z Pythonem. Jak tworzyć, testować i łamać szyfry - Al Sweigart

Opis produktu: Złam ten kod z Pythonem. Jak tworzyć, testować i łamać szyfry - Al Sweigart

Książka podejmuje zagadnienie szyfrowania, które do niedawna było związane głównie z bezpieczeństwem publicznym. W dzisiejszych czasach rządy oraz różnego rodzaju służby starają się uzyskać możliwość odczytywania zaszyfrowanych danych. Kryptografia stała się podstawą globalnej ekonomii, zapewniającą ochronę milionom użytkownikom i większości organizacji. Prowadzi nas to do algorytmów szyfrujących - ich implementacja czy programowe łamanie szyfrów to równocześnie fascynująca dziedzina wiedzy i pole do zabawy, ćwiczeń oraz eksperymentowania z programowaniem. Książka przeznaczona głównie dla osób, które nie umieją programować, jednak chciały by zapoznać się z kryptografią.

Złam ten kod z Pythonem. Jak tworzyć, testować i łamać szyfry - Al Sweigart.

Książka przeznaczona głównie dla osób, które nie umieją programować, jednak chciały by zapoznać się z kryptografią.

Główne zagadnienia:

• wprowadzenie do programowania w Pythonie: pętle, zmienne, kontrola przepływu działania programu
• omówienie technik szyfrowania stosowanych przed wynalezieniem komputerów
• różne algorytmy szyfrowania z wykorzystaniem Pythona
• testowanie programów szyfrujących i deszyfrujących
• szyfrowanie i deszyfrowanie plików
• łamanie szyfrów techniką brute force czy analiza częstotliwości

Informacje o książce

• Tytuł: Złam ten kod z Pythonem. Jak tworzyć, testować i łamać szyfry
• Autor: Al Sweigart
• ISBN: 978-83-283-7495-9
• Rok wydania: 2021
• Format: 168 x 235 mm
• Ilość stron: 467
• Wydawnictwo: Helion S.A.
• Oprawa: miękka

Spis treści:

• O autorze 4
• O korektorach merytorycznych 4
• Podziękowania 17
• Wprowadzenie 19

• Kto powinien przeczytać tę książkę? 20

• Co znajdziesz w tej książce? 21

• Jak używać tej książki? 23

  • Wpisywanie kodu źródłowego 23

  • Sprawdzanie pod kątem błędów 23

  • Konwencje zastosowane w książce 24

  • Zasoby w internecie 24

• Pobieranie i instalowanie Pythona 24

  • Instalacja Pythona w systemie Windows 24

  • Instalacja Pythona w systemie macOS 25

  • Instalacja Pythona w systemie Ubuntu 25

• Pobieranie pliku pyperclip.py 25

• Uruchamianie środowiska IDLE 26

• Podsumowanie 27

• 1. Papier jako narzędzie kryptograficzne 29

• Co to jest kryptografia? 30

• Kod a szyfr 30

• Szyfr Cezara 32

  • Krążek szyfrowania 32

  • Szyfrowanie wiadomości za pomocą krążka szyfrowania 33

  • Deszyfrowanie za pomocą krążka szyfrowania 34

  • Szyfrowanie i deszyfrowanie z użyciem arytmetyki 35

• Dlaczego podwójne szyfrowanie nie działa? 36

• Podsumowanie 36

• 2. Programowanie w powłoce interaktywnej 39

• Kilka prostych wyrażeń matematycznych 40

  • Wartości całkowite i wartości zmiennoprzecinkowe 41

  • Wyrażenia 41

  • Kolejność wykonywania działań 42

  • Obliczanie wartości wyrażeń 42

• Przechowywanie wartości w zmiennych 43

  • Nadpisywanie zmiennej 45

  • Nazwy zmiennych 46

• Podsumowanie 47

• 3. Ciągi tekstowe i tworzenie programów 49

• Praca z tekstem przy użyciu wartości w postaci ciągu tekstowego 50

  • Konkatenacja ciągu tekstowego za pomocą operatora + 51

  • Replikacja ciągu tekstowego przy użyciu operatora * 52

  • Pobieranie znaków z ciągu tekstowego przy użyciu indeksów 53

• Wyświetlanie wartości za pomocą funkcji print() 56

• Wyświetlanie znaków sterujących 57

• Apostrof i cudzysłów 58

• Tworzenie programów w edytorze pliku IDLE 59

• Kod źródłowy programu typu Witaj, świecie! 59

• Sprawdzanie kodu źródłowego za pomocą narzędzia Online Diff Tool 61

• Użycie środowiska IDLE w celu późniejszego uzyskania dostępu do programu 62

  • Zapisywanie programu 62

  • Uruchamianie programu 63

  • Otwieranie wcześniej zapisanych programów 64

• W jaki sposób działa program Witaj, świecie!? 64

  • Komentarze 64

  • Wyświetlanie wskazówek dla użytkownika 65

  • Pobieranie danych wejściowych od użytkownika 65

  • Zakończenie programu 66

• Podsumowanie 66

• 4. Szyfr odwrotny 69

• Kod źródłowy programu wykorzystującego szyfr odwrotny 70

• Przykładowe uruchomienie programu 70

• Definiowanie komentarzy i zmiennych 71

• Określanie długości ciągu tekstowego 72

• Wprowadzenie do pętli while 73
  
  

  • Boolowski typ danych 73

  • Operatory porównania 74

  • Blok kodu 76

  • Konstrukcja pętli while 77

  • "Rośnięcie" ciągu tekstowego 78

• Usprawnianie programu za pomocą funkcji input() 81

• Podsumowanie 82

• 5. Szyfr Cezara 85

• Kod źródłowy programu wykorzystującego szyfr Cezara 86

• Przykładowe uruchomienie programu 87

• Importowanie modułu i przypisywanie zmiennych 88

• Stałe i zmienne 89

• Pętla for 90

  • Przykład pętli for 90

  • Pętla while będąca odpowiednikiem pętli for 91

• Konstrukcja if 92

  • Przykład użycia polecenia if 92

  • Polecenie else 92

  • Polecenie elif 93

• Operatory in i not in 94

• Metoda find() 95

• Szyfrowanie i deszyfrowanie symboli 96

  • Obsługa zawinięcia 97

  • Obsługa symboli spoza zbioru symboli 98

• Wyświetlanie i kopiowanie skonwertowanego ciągu tekstowego 98

• Szyfrowanie innych symboli 99

• Podsumowanie 100

• 6. Łamanie szyfru Cezara za pomocą ataku brute force 103

• Kod źródłowy programu wykorzystującego szyfr odwrotny 104

• Przykładowe uruchomienie programu 105

• Definiowanie zmiennych 106

• Iteracja z użyciem funkcji range() 106

• Deszyfrowanie wiadomości 108

• Stosowanie formatowania ciągu tekstowego do wyświetlenia klucza i deszyfrowanej wiadomości 109

• Podsumowanie 110

• 7. Szyfrowanie za pomocą szyfru przestawieniowego 113

• Sposób działania szyfru przestawieniowego 113

  • Ręczne szyfrowanie wiadomości 114

  • Tworzenie programu szyfrującego 116

• Kod źródłowy programu wykorzystującego szyfr kolumnowy 117

• Przykładowe uruchomienie programu 118

• Samodzielne definiowanie funkcji za pomocą polecenia def 118

  • Definiowanie funkcji pobierającej argumenty 119

  • Zmiana parametru istniejącego tylko wewnątrz funkcji 120

  • Definiowanie funkcji main() 121

• Przekazywanie klucza i wiadomości jako argumentów 122

• Typ danych listy 123

  • Ponowne przypisywanie elementów na liście 124

  • Lista list 125

  • Stosowanie funkcji len() i operatora in z listą 126

  • Konkatenacja listy i replikacja za pomocą operatorów + i * 127

• Algorytm szyfrowania przestawieniowego 127

• Rozszerzone operatory przypisania 128

• Iteracja currentIndex przez wiadomość 129

• Metoda join() 131

• Wartość zwrotna i polecenie return 132

  • Przykład polecenia return 132

  • Zwrot szyfrogramu 133

• Zmienna __name__ 133

• Podsumowanie 134

• 8. Deszyfrowanie wiadomości chronionej szyfrem przestawieniowym 137

• Łamanie szyfru przestawieniowego za pomocą kartki i ołówka 138

• Kod źródłowy programu deszyfrującego wiadomość chronioną szyfrem przestawieniowym 139

• Przykładowe uruchomienie programu 141

• Importowanie modułów i definiowanie funkcji main() 141

• Deszyfrowanie wiadomości za pomocą klucza 142

  • Funkcje round(), math.ceil() i math.floor() 142

  • Funkcja decryptMessage() 143

  • Operatory boolowskie 145

  • Dostosowywanie wartości zmiennych column i row 148

• Wywoływanie funkcji main() 150

• Podsumowanie 150

• 9. Tworzenie programu do testowania innych programów 153

• Kod źródłowy programu do testowania innych programów 154

• Przykładowe uruchomienie programu 155

• Importowanie modułów 156

• Generowanie liczb pseudolosowych 156

• Tworzenie losowo wybranego ciągu tekstowego 158

  • Powielanie ciągu tekstowego losowo wybraną liczbę razy 158

  • Zmienna listy używa odwołania 159

  • Przekazywanie odwołania 162

  • Stosowanie funkcji copy.deepcopy() do powielenia listy 162

  • Funkcja random.shuffle() 163

  • Losowe mieszanie ciągu tekstowego 163

• Testowanie poszczególnych wiadomości 164

• Sprawdzanie poprawności szyfrowania i zakończenie programu 165

• Wywoływanie funkcji main() 166

• Testowanie programu 166

• Podsumowanie 167

• 10. Szyfrowanie i deszyfrowanie plików 169

• Pliki zwykłego tekstu 170

• Kod źródłowy programu wykorzystującego szyfr przestawieniowy do szyfrowania pliku 170

• Przykładowe uruchomienie programu 171

• Praca z plikami 172

  • Otwieranie pliku 172

  • Zapisywanie i zamykanie pliku 173

  • Odczyt danych z pliku 174

• Funkcja main() programu 175

• Sprawdzanie istnienia pliku 175

  • Funkcja os.path.exists() 176

  • Sprawdzanie za pomocą funkcji os.path.exists() istnienia pliku danych wejściowych 176

• Stosowanie metod ciągu tekstowego do zapewnienia większej elastyczności danych wejściowych 177

  • Metody ciągu tekstowego upper(), lower() i title() 177

  • Metody ciągu tekstowego startswith() i endswith() 177

  • Stosowanie metod ciągu tekstowego w programie 178

• Odczyt pliku danych wejściowych 179

• Pomiar czasu operacji szyfrowania i deszyfrowania 179

  • Moduł time i funkcja time.time() 179

  • Stosowanie funkcji time.time() w programie 180

• Zapis danych wyjściowych do pliku 181

• Wywoływanie funkcji main() 181

• Podsumowanie 182

• 11. Programowe wykrywanie języka angielskiego 183

• Jak komputer może zrozumieć język angielski? 184

• Kod źródłowy modułu do wykrywania języka angielskiego 186

• Przykładowe uruchomienie programu 187

• Polecenia i definiowanie stałych 187

• Typ danych w postaci słownika 188

  • Różnice między słownikiem i listą 189

  • Dodawanie lub modyfikowanie elementów słownika 190

  • Stosowanie funkcji len() ze słownikiem 191

  • Stosowanie operatora in ze słownikiem 191

  • Wyszukiwanie elementów w słowniku odbywa się szybciej niż na liście 192

  • Stosowanie pętli for w słowniku 192

• Implementacja pliku słownika 193

  • Metoda split() 193

  • Podział słownika na poszczególne słowa 194

  • Zwrot danych słownika 194

• Zliczanie liczby słów angielskich w wiadomości 195

  • Błąd dzielenia przez zero 196

  • Zliczanie dopasowań słów w języku angielskim 196

  • Funkcje float(), int() i str() oraz dzielenie całkowite 197

  • Określanie proporcji angielskich słów w wiadomości 198

• Usuwanie znaków innych niż litery 198

  • Metoda append() typu listy 199

  • Tworzenie ciągu tekstowego liter 200

• Wykrywanie słów angielskich 200

  • Stosowanie argumentów domyślnych 200

  • Obliczanie wartości procentowych 201

• Podsumowanie 203

• 12. Łamanie szyfru przestawieniowego 205

• Kod źródłowy programu umożliwiającego złamanie szyfru przestawieniowego 206

• Przykładowe uruchomienie programu 207

• Importowanie modułów 208

• Wielowierszowy ciąg tekstowy ujęty w potrójny cudzysłów 208

• Wyświetlanie wyniku deszyfrowania wiadomości 209

• Pobranie deszyfrowanej wiadomości 210

  • Metoda strip() ciągu tekstowego 212

  • Stosowanie metody strip() ciągu tekstowego 213

  • Nieudana próba deszyfrowania wiadomości 213

• Wywoływanie funkcji main() 214

• Podsumowanie 214

• 13. Moduł arytmetyki modularnej dla szyfru afinicznego 215

• Arytmetyka modularna 216

• Operator reszty z dzielenia 217

• Wyszukiwanie dzielników do obliczenia największego wspólnego dzielnika 218

• Przypisanie wielokrotne 220

• Algorytm Euklidesa do wyszukiwania największego wspólnego dzielnika 221

• Sposób działania szyfrów multiplikatywnego i afinicznego 222

  • Wybór poprawnego klucza multiplikatywnego 223

  • Szyfrowanie z użyciem szyfru afinicznego 224

  • Deszyfrowanie szyfru afinicznego 225

  • Określanie odwrotności modularnej 226

  • Operator dzielenia całkowitego 226

• Kod źródłowy modułu cryptomath 227

• Podsumowanie 228

• 14. Programowanie szyfru afinicznego 231

• Kod źródłowy programu wykorzystującego szyfr afiniczny 232

• Przykładowe uruchomienie programu 233

• Importowanie modułów i stałych oraz definiowanie funkcji main() 234

• Generowanie i weryfikowanie kluczy 236

  • Typ danych w postaci krotki 236

  • Sprawdzanie pod kątem słabych kluczy 237

  • Ile kluczy może mieć szyfr afiniczny? 238

• Tworzenie funkcji szyfrującej 240

• Tworzenie funkcji deszyfrującej 241

• Generowanie losowych kluczy 242

• Wywoływanie funkcji main() 243

• Podsumowanie 244

• 15. Łamanie szyfru afinicznego 245

• Kod źródłowy programu umożliwiającego złamanie szyfru afinicznego 245

• Przykładowe uruchomienie programu 247

• Importowanie modułów i stałych oraz definiowanie funkcji main() 248

• Funkcja odpowiedzialna za złamanie szyfru afinicznego 249

  • Operator wykładniczy 249

  • Obliczanie całkowitej liczby kluczy, których można użyć 250

  • Polecenie continue 251

  • Stosowanie polecenia continue do pominięcia kodu 252

• Wywoływanie funkcji main() 253

• Podsumowanie 254

• 16. Programowanie prostego szyfru podstawieniowego 255

• Jak działa prosty szyfr podstawieniowy? 256

• Kod źródłowy programu wykorzystującego szyfr podstawieniowy 257

• Przykładowe uruchomienie programu 259

• Importowanie modułów i stałych oraz definiowanie funkcji main() 259

• Metoda sort() listy 261

• Funkcje opakowujące 262

• Funkcja translateMessage() 263

  • Metody isupper() i islower() ciągu tekstowego 265

  • Zachowywanie wielkości liter dzięki metodzie isupper() 266

• Generowanie losowego klucza 267

• Wywoływanie funkcji main() 268

• Podsumowanie 268

• 17. Łamanie prostego szyfru podstawieniowego 271

• Stosowanie wzorca słowa do deszyfrowania 272

  • Znajdowanie wzorca słowa 272

  • Wyszukiwanie potencjalnych liter odszyfrowujących 273

• Omówienie procesu łamania szyfru 275

• Moduł wzorca słowa 275

• Kod źródłowy programu wykorzystującego szyfr podstawieniowy 276

• Przykładowe uruchomienie programu 280

• Importowanie modułów i stałych 280

• Wyszukiwanie znaków za pomocą wyrażeń regularnych 281

• Konfigurowanie funkcji main() 281

• Wyświetlanie użytkownikowi wyniku operacji łamania szyfru 282

• Tworzenie mapowania szyfrogramu 283

  • Tworzenie pustego mapowania 283

  • Dodawanie liter do mapowania 283

  • Łączenie dwóch mapowań 285

  • W jaki sposób działają funkcje pomocnicze mapowania liter? 286

  • Wyszukiwanie zdeszyfrowanych liter w mapowaniu 290

  • Testowanie funkcji removeSolvedLettersFromMapping() 292

• Funkcja hackSimpleSub() 292

  • Metoda replace() ciągu tekstowego 294

  • Deszyfrowanie wiadomości 295

  • Deszyfrowanie w powłoce interaktywnej 296

• Wywoływanie funkcji main() 297

• Podsumowanie 298

• 18. Programowanie szyfru Vigenere'a 299

• Stosowanie wielu liter kluczy w szyfrze Vigenere'a 300

  • Dłuższe klucze szyfru Vigenere'a są znacznie bezpieczniejsze 302

  • Wybór klucza uniemożliwiającego atak słownikowy 303

• Kod źródłowy programu wykorzystującego szyfr Vigenere'a 303

• Przykładowe uruchomienie programu 305

• Importowanie modułów i stałych oraz definiowanie funkcji main() 305

• Tworzenie ciągu tekstowego za pomocą procesu dołączania do listy 306

• Szyfrowanie i deszyfrowanie wiadomości 307

• Wywoływanie funkcji main() 310

• Podsumowanie 310

• 19. Analiza częstotliwości 313

• Analiza częstotliwości występowania liter w tekście 314

• Dopasowywanie częstotliwości występowania liter 316

  • Obliczanie wyniku dopasowania częstotliwości dla prostego szyfru podstawieniowego 316

  • Obliczanie wyniku dopasowania częstotliwości dla prostego szyfru przestawieniowego 317

  • Stosowanie analizy częstotliwości do złamania szyfru Vigenere'a 318

• Kod źródłowy programu obliczającego wynik dopasowania częstotliwości 319

• Przechowywanie liter w kolejności ETAOIN 321

• Zliczanie liter w wiadomości 321

• Pobieranie pierwszego elementu składowego krotki 323

• Układanie liter według częstotliwości ich występowania w wiadomości 323

  • Zliczanie liter za pomocą funkcji getLetterCount() 324

  • Tworzenie słownika częstotliwości wystąpień i listy liter 324

  • Sortowanie liter w odwrotnej kolejności ETAOIN 325

  • Sortowanie list słownika według częstotliwości występowania 330

  • Tworzenie listy sortowanych liter 332

• Obliczanie wyniku dopasowania częstotliwości dla wiadomości 332

• Podsumowanie 334

• 20. Łamanie szyfru Vigenere'a 335

• Atak słownikowy w celu złamania szyfru Vigenere'a metodą brute force 336

• Kod źródłowy programu umożliwiającego złamanie szyfru Vigenere'a za pomocą ataku słownikowego 336

• Przykładowe uruchomienie programu 337

• Informacje o programie do łamania szyfru Vigenere'a za pomocą ataku słownikowego 337

• Stosowanie metody Kasiskiego do ustalenia długości klucza 338

  • Odszukanie powtarzających się sekwencji 338

  • Pobieranie dzielników liczb określających odstępy 339

  • Pobieranie każdej n-tej litery ciągu tekstowego 341

  • Stosowanie analizy częstotliwości do złamania poszczególnych podkluczy 342

  • Przeprowadzanie ataku brute force na możliwe klucze 344

• Kod źródłowy programu umożliwiającego złamanie szyfru Vigenere'a 344

• Przykładowe uruchomienie programu 349

• Importowanie modułów i definiowanie funkcji main() 350

• Wyszukiwanie powtarzających się sekwencji 351

• Obliczanie dzielników odstępów 354

  • Usuwanie duplikatów za pomocą funkcji set() 355

  • Usuwanie powtarzających się dzielników i sortowanie listy 355

  • Wyszukiwanie najczęściej występujących dzielników 356

• Określanie prawdopodobnej długości klucza 358

  • Metoda listy extend() 358

  • Rozszerzanie słownika repeatedSeqSpacings 359

  • Pobieranie dzielników z factorsByCount 360

• Pobieranie liter szyfrowanych za pomocą tego samego podklucza 360

• Próba deszyfrowania z użyciem potencjalnych długości klucza 362

  • Argument w postaci słowa kluczowego key funkcji print() 364

  • Uruchamianie programu w trybie cichym lub wyświetlania informacji użytkownikowi 365

  • Wyszukiwanie możliwych kombinacji podkluczy 365

  • Wyświetlanie deszyfrowanego tekstu z użyciem właściwej wielkości liter 369

• Zwrot deszyfrowanej wiadomości 370

  • Opuszczanie pętli po znalezieniu potencjalnego klucza 371

  • Atak brute force na wszystkie długości klucza 371

• Wywoływanie funkcji main() 372

• Modyfikowanie stałych programu 373

• Podsumowanie 373

• 21. Szyfr z kluczem jednorazowym 375

• Niemożliwy do złamania szyfr z kluczem jednorazowym 376

  • Tworzenie klucza o długości odpowiadającej długości wiadomości 376

  • Zapewnianie prawdziwej losowości klucza 378

  • Dlaczego klucza jednorazowego można użyć tylko raz? 379

  • Dlaczego dwukrotnie użyty klucz jednorazowy to szyfr Vigenere'a? 379

• Podsumowanie 380

• 22. Wyszukiwanie i generowanie liczb pierwszych 381

• Co to jest liczba pierwsza? 382

• Kod źródłowy modułu liczb pierwszych 384

• Przykładowe uruchomienie modułu 386

• Sposób działania algorytmu próbnego dzielenia 386

• Implementacja algorytmu próbnego dzielenia 388

• Sito Eratostenesa 389

• Generowanie liczb pierwszych za pomocą sita Eratostenesa 391

• Algorytm pierwszości Rabina-Millera 392

• Wyszukiwanie ogromnych liczb pierwszych 393

• Generowanie ogromnych liczb pierwszych 395

• Podsumowanie 395

• 23. Generowanie kluczy dla szyfru klucza publicznego 397

• Kryptografia klucza publicznego 398

• Problem z uwierzytelnieniem 400

  • Podpis cyfrowy 400

  • Uważaj na atak MITM 401

• Etapy generowania kluczy publicznego i prywatnego 402

• Kod źródłowy programu generującego klucze kryptografii klucza publicznego 403

• Przykładowe uruchomienie programu 404

• Tworzenie funkcji main() 406

• Generowanie kluczy za pomocą funkcji generateKey() 406

  • Obliczanie wartości e 407

  • Obliczanie wartości d 407

  • Zwracanie kluczy 408

• Tworzenie plików kluczy za pomocą funkcji makeKeyFiles() 408

• Wywoływanie funkcji main() 410

• Hybrydowe systemy kryptograficzne 411

• Podsumowanie 411

• 24. Programowanie szyfru klucza publicznego 413

• Jak działa kryptografia klucza publicznego? 414

  • Tworzenie bloku 414

  • Konwersja ciągu tekstowego na blok 415

  • Matematyka szyfrowania i deszyfrowania za pomocą kryptografii klucza publicznego 416

  • Konwersja bloku na ciąg tekstowy 418

  • Dlaczego nie można złamać szyfru wykorzystującego kryptografię klucza publicznego? 420

• Kod źródłowy programu wykorzystującego kryptografię klucza publicznego 421

• Przykładowe uruchomienie programu 425

• Konfiguracja programu 426

• Wybór trybu pracy programu 426

• Konwersja ciągu tekstowego na bloki za pomocą funkcji getBlocksFromText() 428

  • Funkcje min() i max() 428

  • Przechowywanie bloków w blockInt 429

• Stosowanie funkcji getTextFromBlocks() do deszyfrowania wiadomości 431

  • Stosowanie metody insert() listy 432

  • Łączenie listy message i tworzenie na jej podstawie jednego ciągu tekstowego 432

• Tworzenie funkcji encryptMessage() 433

• Tworzenie funkcji decryptMessage() 433

• Odczytywanie kluczy publicznego i prywatnego z ich plików 434

• Zapisywanie szyfrogramu do pliku 435

• Deszyfrowanie danych z pliku 437

• Wywoływanie funkcji main() 439

• Podsumowanie 439

• A. Debugowanie kodu Pythona 441

• Na czym polega działanie debugera? 441

• Usuwanie błędów z programu wykorzystującego szyfr odwrotny 443

• Definiowanie punktu przerwania 445