Pythonでエニグマシミュレータを作成

はじめに

Qiita 初投稿です。

映画「イミテーション・ゲーム/エニグマと天才数学者の秘密」で、エニグマが登場し興味があったので、Pythonで実行しました。

githubにてライブラリを公開しました。

目次

エニグマの仕組みについて

参考記事

• エニグマとは：Wikipedia-エニグマ (暗号機)
• エニグマの仕組み：たった1枚の紙でナチス・ドイツの傑作暗号機エニグマを再現できる「Paper Enigma Machine」を使ってみた

使用方法

pipにてライブラリをインポート

pip install git+https://github.com/kazumamatsu/enigma_sim.git

import enigma

３つのローターの初期値と乱数の設定

config = list("AAA")
seed = 100

暗号化

インスタンスオブジェクトを作成し、

E = enigma.enigma(config[0], config[1], config[2], seed = 100)
text = list(str.upper(input()))
code = []
for t in text:
  code.append(E.typing(t))
print(text)
print(code)

「JAPAN」を暗号化すると、

>>> JAPAN
>>> ['J', 'A', 'P', 'A', 'N']
>>> ['W', 'U', 'Z', 'H', 'W']

「WUZHW」になります。

復号化

再度、同様の設定でインスタンスオブジェクトを作成し、
「WUZHW」を入力すると、

E = enigma.enigma(config[0], config[1], config[2], seed = 100)
decode = []
for t in code:
  decode.append(E.typing(t))
print(decode)

>>> ['J', 'A', 'P', 'A', 'N']

「JAPAN」に戻ります。

補足

途中結果を表示したい場合、.dec_print(ptype)を実行します。

E = enigma.enigma(config[0], config[1], config[2], seed = 100)
text = list(str.upper(input()))
code = []
for t in text:
  code.append(E.typing(t))
  E.dec_print(ptype = 0) #<-- ココ
print(text)
print(code)

出力は、

>>> JAPAN
>>> J -> Y -> H -> Q -> K -> G -> Z -> L -> W
>>> A -> B -> P -> K -> D -> R -> J -> O -> U
>>> P -> E -> N -> Z -> A -> M -> E -> B -> Z
>>> A -> H -> M -> H -> F -> A -> O -> I -> H
>>> N -> E -> P -> K -> D -> R -> J -> R -> W
>>> ['J', 'A', 'P', 'A', 'N']
>>> ['W', 'U', 'Z', 'H', 'W']

となります。

.dec_print(ptype = 1) の場合、
出力は、

>>> JAPAN
>>> J -> W
>>> A -> U
>>> P -> Z
>>> A -> H
>>> N -> W
>>> ['J', 'A', 'P', 'A', 'N']
>>> ['W', 'U', 'Z', 'H', 'W']

となり、各ローターでの途中結果が省略されます。