def getModularMatrix(matrix):
'''
------------
DESCRIPCIÓN:
Función que se encarga de encontrar la matriz modular inversa.
:param matrix: (numpy matrix)
Representa la llave que se utiliza para el cifrado. Debe ser
una matriz cuadrada cuyo determinante sea distinto de 0 ya que debe
ser posible invertirla.
:return: (numpy matrix)
La función da como salida una matriz que representa la matriz modular
inversa.
'''
ALPHABET = getAlphabet()
inverse_matrix = Matrix(matrix)
# matriz modular inversa
inverse_matrix = inverse_matrix.inv_mod(len(ALPHABET))
inverse_matrix = np.array(inverse_matrix)
# cambio de tipo de datos.
new_matrix = []
for row in inverse_matrix:
for i in row:
new_matrix.append(int(i))
new_matrix = np.array(new_matrix).reshape(
np.shape(matrix)[0],
np.shape(matrix)[1])
return (new_matrix)
list_lines = f.read().splitlines()
for line in list_lines:
descipher_line = hill_decrypted(key, line)
f1.write(descipher_line)
f1.write('\n')
f.close()
f1.close()
print('Archivo descifrado en descipher.txt')
input("Precione cualquier tecla para continuar ... ")
except:
print(
'[ERROR]: No fue posible abrir el archivo, verifique el nombre o ubicación!'
)
elif op == 7:
key = getRandomKey(len(getAlphabet()))
elif op == 8:
key = []
det = 0
while det == 0:
print('''
La Clave a ingresar debe cumplir ciertas condiciones:
1.- El total de numeros debe ser un numero cuadratico. Ejemplo:
2 , 4 , 9 , 16 , 25 .... etc
2.- Solo se deben ingresar numeros
3.- El determinante de la clave a ingresar debe ser distinto de 0
4.- Los numeros deben estar separados por UN espacio
''')
string_key = input("Ingrese la serie de numeros: ")
try:
def hill_cipher(matrix_key, message):
'''
------------
DESCRIPCIÓN:
Función para el cifrado de hill, su funcionamiento es por medio de la multiplicación
de matrices, por lo que es necesario primeramente el uso de la libreria Numpy.
:param matrix_key: (numpy matrix)
Representa la llave que se utiliza para el cifrado. Debe ser
una matriz cuadrada cuyo determinante sea distinto de 0 ya que debe
ser posible invertirla.
:param message: (string)
Representa el mensaje que se va a cifrar, debe contener solo letras
letras minusculas y puede contener caracteres especiales.
:return: (string)
La función da como salida el mensaje cifrado, este mensaje puede que sea
más largo que el primero debido a que se añadan caracteres especiales
para completar la matriz.
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FUNCIONAMIENTO:
El funcionamiento de la función se limita a la multiplicación de matrices, si se
tiene la matriz llave K, y el mesnsaje a cifras, primero se transforma el mensaje
a Matriz con los indices del alfabeto definido. Por ejemplo si queremos cifrar
'hola', los indices serian : 7, 15, 11, 0 :
hola -> 7 11
15 0
Por lo que ahora basta con multiplicar la matriz K por la matriz del mensaje X
quedando una transformación lineal de la forma Y= K*X
Para obtener el mesaje cifrado solo basta con recorrer la matriz transpuesta Y
y agregar cada letra a un buffer string para devolverlo como respuesta.
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NOTAS ADICIONALES
En el caso de que la matriz llave K sea más grande que la matriz X, a esta ultima
se le agrega tantos caracteres especiales '■' como espacios que falten en la matriz.
En el caso de que no exista un caracter en el alfabeto, este se agrega y se vuelve a
hacer el proceso de cifrado.
'''
ALPHABET = getAlphabet()
matrix_message = []
colnum = np.shape(matrix_key)[1] # numero de columnas de la matriz llave
cipher_message = ""
for letter in message:
if letter in ALPHABET:
index = ALPHABET.index(letter)
matrix_message.append(index)
else:
addCharAlphabet(letter)
return hill_cipher(matrix_key, message)
# Calculo para añadir caracteres especiales
mod = len(matrix_message) % colnum
if mod != 0:
for _ in range(colnum - mod):
index = ALPHABET.index('■')
matrix_message.append(index)
matrix_message = np.array(matrix_message)
# Se transforma un arreglo a matriz
matrix_message = np.reshape(matrix_message, (colnum, -1), order='F')
# multiplicacion de matices
result_matriz = np.matmul(matrix_key, matrix_message) % len(ALPHABET)
# iteración de matriz transpuesta.
for row in np.transpose(result_matriz):
for index in row:
cipher_message += ALPHABET[int(index)]
return (cipher_message)
def hill_decrypted(matrix_key, message):
'''
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DESCRIPCIÓN:
Función para decifrado de una mensaje por hill. El proceso es bastante similar que en el cifrado
que que tambien es necesario hacer una multiplicación de matrices. De echo el proceso matematico
es simular a despejar una incognita. Recordemos que Y = K*X -> X = K^-1*Y.
:param matrix_key: (numpy matrix)
Representa la llave que se utiliza para el cifrado. Debe ser
una matriz cuadrada cuyo determinante sea distinto de 0 ya que debe
ser posible invertirla.
:param message: (string)
Representa el mensaje que se va a descifrar, debe contener solo letras
letras minusculas y puede contener caracteres especiales.
:return: (string)
La función da como salida el mensaje descifrado.
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FUNCIONAMIENTO:
El funcinamiento realmente es el mismo para el cifrado ya que se multiplican
matrices, la diferencia que radica es en que se debe encontrar la matriz
modular inversa de K.
La matriz modular inversa es aquella que al invertir la matriz aplicando el
modulo del largo del alfabeto, se obtenen los numeros inversos para los
indices de ese mismo alfabeto. En resumen es el complemento inverso de la matriz
K.
'''
ALPHABET = getAlphabet()
# matriz modular inversa
inverse_matrix = getModularMatrix(matrix_key)
decrypted_matrix = []
colnum = np.shape(inverse_matrix)[1]
decrypted_message = ""
# se encuentra el indice para la matriz
for letter in message:
index = ALPHABET.index(letter)
decrypted_matrix.append(index)
np_array = np.array(decrypted_matrix)
np_array = np.reshape(np_array, (colnum, -1), order='F')
result_matriz = np.matmul(inverse_matrix, np_array) % len(ALPHABET)
# se desencripta cada caracter reemplazando los agregados por espacios vacios.
for row in np.transpose(result_matriz):
for index in row:
if ALPHABET[int(index)] == '■':
decrypted_message += ""
else:
decrypted_message += ALPHABET[int(index)]
return (decrypted_message)