Homework 4 Solved

30.00 $ 15.00 $

Category:
Click Category Button to View Your Next Assignment | Homework

You'll get a download link with a: . zip solution files instantly, after Payment

Description

5/5 - (1 vote)

In  this  homework,  you  will  be  implementing  the  Caesar&Cipher  encryption  scheme.  The  Caesar

Cipher  is  a  simple  way  of  encrypting  text  so  that  it  is  not  readable  by  the  casual  observer.  The

encryption  scheme  gains  its  name  from  Julius  Caesar  who  used  several  similar  text  substitution

algorithms  to  encrypt/decrypt  important  messages.

 

Caesar(Cipher(Encryption(

The  Caesar  Cipher  is  simple  way  to  “encrypt”  alphabetic(letters  (aside:  don  t  try  encrypt

anything  important  with  the  Caesar  Cipher).  All  remaining  punctuation  symbols,  numeric  digits,

or  other  characters  (spaces)  remain  unchanged.

 

Encrypting  a  message  using  the  Caesar  Cipher  involves  replacing  each  letter  in  a  message  with

the  letter  k  places  further  down  the  alphabet,  wrapping  around  at  the  end  of  the  alphabet  when

necessary.  With  k&=&0,  each  letter  is  replaced  by  itself.  With  k&=&20,  each  letter  is  shifted  20  places

down  the  alphabet.    To  decode  or  decrypt  the  text  you  simply  shift  the  encrypted  letter  in  the

opposite  direction  by  k  places  and  wrap  around  as  necessary.

 

The  letters  in  the  Caesar  Cipher  alphabet  start  at  0  and  continue  through  25,  with  the  letter  “A”

being  0  and  “Z”  being  25.    If  the  user  were  to  choose  k&=&3,  the  letter  “A”  (0)  would  be  replaced  by

the  letter  “D”  (3),  while  the  letter  “B”  (1)  would  be  replaced  by  the  letter  “E”  (4).    If  a  letter

appears  towards  the  end  of  the  alphabet,  the  alphabet  simply  wraps  around  and  starts  again.  So

the  letter  “Z”  (25)  would  be  replaced  by  the  letter  “C”  (25  +  3  =  28),  which  is  2  after  wrapping

around.  The  “wrap  around”  math  is  accomplished  simply  using  the  “modulo”  operator  in  Python

(%)  which  returns  the  remainder  after  integer  division.

 

If  x  is  the  position  of  some  letter  we  are  trying  to  encrypt,  it  should  be  replaced  by  the  letter  at

the  position  denoted  by  (x&+&k)&%&26,  which  will  be  a  number  between  0  and  25.  For  the  above

example,  25  +  3  =  28,  and  28  %  26  =  2,  or  “C”.  To  decrypt  you  simply  subtract  k  instead  of  adding:

(x&7&k)&%&26.    To  reverse  the  previous  example  we  take  the  result  “C”  =  2,  with  a  shift  of  3,  so  (2[3)

%  26  =  25  giving  us  back  the  letter  “Z”.&

 

Shifting(the(Letters(in(Python(

Recall  (from  Chapter  4)  that  our  alphabet  in  Python  is  encoded  using  UTF[8  (see  the  table  in  the

slides  or  book),  from  Python  s  perspective  “A”  is  not  0.  Instead,  an  upper  case  “A”  is  represented

by  the  number  65,  “B”  by  66,  and  so  on,  with  capital  “Z”  represented  by  90.    While  a  lower  case

“a”  is  represented  by  the  number  97,  “b”  by  98,  and  so  on,  with  “z”  represented  by  122.  Your

program  will  have  to  account  for  this  when  shifting  the  letters  using  the  formula  above.  Note:(

your(program(should(not(change(the(case(of(the(original(text(or(message.

 

To  obtain  the  UTF[8  values,  you  will  need  to  use  the  built[in  ord(char)  function,  which  accepts

a  string  containing  a  single  letter  and  returns  the  integer  value  of  the  letter.  You  will  also  need  to

use  the  built[in  chr(int)  function  which  accepts  an  integer  and  returns  the  corresponding

Unicode/ASCII  letter.    The  methods  isupper()  and  islower()  may  also  be  useful.

Further,  any  remaining  punctuation  symbols,  numeric  digits,  or  other  characters  (spaces)  should

be  unmodified  and  remain  unchanged  in  the  message.  Chapter  4  contains  examples  of  how  to

identify  and  skip  these  characters  while  encoding,  as  a  hint  you  will  need  to  import string.

 

Implementation(

Your  program  should  begin  by  prompting  the  user  for  a  message  (a  string),  a  shift  amount  (an

integer),  and  whether  they  would  like  to  encrypt  or  decrypt,  then  our  implementation  will  add

some  variation  to  the  basic  algorithm  to  make  it  a  little  harder  to  decode.  When  encrypting:

 

(1)  You  ll  replace  each  “e”  character  in  the  original  message  with  the  letters  “zw”.    If  the  user

enters  “Hello World!”,  the  resulting  message  will  be  “Hzwllo World!”.

(2)  After  replacing  the  “e”  characters,  you  ll  add  the  word  “hokie”  to  the  beginning,  middle

(the  middle  is  length//2),  and  the  end  of  the  message.  Continuing  with  example  above  the

message  that  s  actually  encrypted  using  the  Caesar  Cipher  is  “hokieHzwllohokie

World!hokie”.

 

Once  you  have  the  altered  message  then  perform  the  Caesar  Cipher  encoding  as  described  above,

printing  the  result.

 

When  decrypting,  perform  each  step  in  reverse  order.  Decrypt  the  message  using  the  Caesar

Cipher,  then  remove  the  “hokie”  strings,  then  change  any  occurrence  of  “zw”  to  “e”.    You  may

assume  the  all  occurrences  of  “zw”  in  the  result  are  really  “e”  characters,  and  further  you  may

assume  the  “hokie”  strings  are  in  the  encrypted  message  at  the  appropriate  place,  however(

there(may(be(other(occurrences(of(“hokies”(in(the(original(message.

 

Finally,  your  program  must  be  able  to  encrypt/decrypt  an  arbitrary  number  of  messages.  When

you  ve  completed  the  encrypting/decrypting  a  message  the  user  should  be  asked  if  they  want  to

enter  another  message.    Your  program  should  continue  until  the  user  types  “N”.

(

Sample(Execution(

The  user  input  is  green:

(

Enter Message: Hello World!

Enter shift amount: 3

Encode (E) or Decode (D)? E

Result: krnlhKczoorkrnlh Zruog!krnlh

Go again? (Y/N): Y

Enter Message: krnlhKczoorkrnlh Zruog!krnlh

Enter shift amount: 3

Encode (E) or Decode (D)? D

Result: Hello World!

Go again? (Y/N): N

 

 

What(to(Submit

For  this  assignment  you  should  submit  your  hw4.py  file.

 

This  assignment  will  be  graded  automatically.  Test  your  programs  thoroughly  before  submitting

them.    Make  sure  that  your  programs  produce  correct  results  for  every  logically  valid  test  case

you  can  think  of.    Do  not  waste  submissions  on  untested  code,  or  on  code  that  does  not  run  with

the  supplied  code  from  the  course  website.

 

Web[CAT  will  assign  a  score  based  on  runtime  testing  of  your  submission;  your  best  score  will  be

counted;  the  TAs  will  later  verify  that  your  best  submission  meets  the  stated  restrictions,  and

assess  penalties  if  not.