Pythonで暗号解読ツールを作ってみた！〜AIを活用した判定〜

はじめに

この記事では、Pythonを使って暗号解読ツールを作成したプロジェクトについて解説します。このツールは、暗号文を解読するだけでなく、AI（GPT）を活用して復号結果が意味のある日本語かどうかを判定します。

ソース

プロジェクトの概要

このプロジェクトでは、以下の暗号方式に対応しています：

1. Caesar暗号（シフト暗号）
2. XOR暗号（固定キーを使用）
3. 転置暗号
4. 書籍暗号（指定された書籍テキストを使用）

また、復号結果が意味のある日本語かどうかを判定するために、GPTを活用しています。

処理の流れ

暗号解読ツールの処理の流れを以下に示します。

1. コマンドライン引数の解析
   • ユーザーが指定した暗号文や暗号方式、オプションを取得します。
2. 暗号方式の選択
   • 指定された暗号方式に応じて、対応するクラスを初期化します。
3. 暗号化または復号化の実行
   • 暗号文を解読し、結果を取得します。
4. AIによる判定
   • 復号結果が意味のある日本語かどうかをGPTを使って判定します。
5. 結果の出力
   • 復号結果をコンソールに表示します。

コード解説

以下に、主要なコードを抜粋して解説します。

コマンドライン引数の解析

コマンドライン引数を解析する部分です。暗号方式やモード（暗号化/復号化）を指定できます。

# filepath: cipher_tool.py
from argparse import ArgumentParser
from pathlib import Path

def parse_args():
    parser = ArgumentParser(description="暗号化・復号化ツール")
    parser.add_argument("--mode", choices=["encrypt", "decrypt"], required=True, help="暗号化か復号化かを指定")
    parser.add_argument("--cipher", choices=["caesar", "xor", "transposition", "book"], required=True, help="暗号方式を指定")
    parser.add_argument("--text", type=str, required=True, help="処理対象の文字列")
    parser.add_argument("--key", type=str, required=False, help="暗号で使う鍵（必要に応じて）")
    parser.add_argument("--book_path", type=Path, help="書籍暗号で使用するテキストファイル")
    return parser.parse_args()

暗号方式の選択と処理

ユーザーが指定した暗号方式に応じて、対応するクラスを初期化し、暗号化または復号化を実行します。

# filepath: cipher_tool.py
def main():
    match args.cipher:
        case "caesar":
            cipher = CaesarCipher(int(args.key))
        case "xor":
            cipher = KeyCipher(args.key)
        case "transposition":
            cipher = TranspositionCipher(int(args.key))
        case "book":
            book_lines = text.read_text_file(args.book_path)
            cipher = BookCipher(book_lines)

    result = cipher.encrypt(args.text) if args.mode == "encrypt" else cipher.decrypt(args.text)
    print(f"🔐 結果: {result}")

AIを活用した判定

復号結果が意味のある日本語かどうかをGPTを使って判定します。

# filepath: cipher_inspector.py
def is_meaningful_by_gpt(decrypt_text):
    prompt = "以下の文は自然で意味が通じる日本語ですか？端的に「はい」か「いいえ」で答えてください。\n"
    prompt += decrypt_text
    res = gemini_api.query(prompt)
    return res.startswith("はい") if res else False

実行例

以下は、書籍暗号を使用して復号化を行う例です。

python cipher_tool.py --mode decrypt --cipher book --text "暗号文" --book_path "material/books/kokoro.txt"

結果：

🔐 結果: 復号されたテキスト

まとめ

このプロジェクトでは、Pythonを使って暗号解読ツールを作成し、AIを活用して復号結果を判定する仕組みを実装しました。