Фон

Одноразовый блокнот - это форма шифрования, которую при правильном использовании оказалось невозможно взломать.

Шифрование выполняется путем взятия открытого текста (состоящего только из букв AZ) и генерирования случайной строки одинаковой длины (также только буквы). Эта строка действует как ключ. Каждый символ в текстовом виде затем соединяется с соответствующим символом в ключе. Зашифрованный текст вычисляется следующим образом: для каждой пары оба символа преобразуются в числа (A = 0, B = 1, ... Z = 25). Два числа добавляются по модулю 26. Это число превращается обратно в символ.

Расшифровка с точностью до наоборот. Символы в зашифрованном тексте и ключе соединены в пары и преобразованы в числа. Затем ключ вычитается из зашифрованного текста по модулю 26, и результат преобразуется обратно в символ AZ.

Соревнование

Ваша задача - написать самую короткую из возможных программ, которая может как зашифровать, так и расшифровать одноразовый блокнот.

В первой строке ввода (в STDIN) будет либо слово «ENCRYPT», либо слово «DECRYPT».

Если слово зашифровано, то следующая строка будет открытым текстом. Ваша программа должна вывести две строки (в STDOUT), первая - это ключ, а вторая - зашифрованный текст.

Если слово расшифровано, ваша программа получит еще две строки ввода. Первая строка будет ключом, а вторая строка будет зашифрованным текстом. Ваша программа должна вывести одну строку, которая будет открытым текстом, который был расшифрован.

Открытый текст, зашифрованный текст и ключ всегда должны состоять из заглавных букв AZ. Они всегда будут одной строкой и не будут содержать пробелов.

Ключ всегда должен быть случайным. Никакие его большие части не должны повторяться между прогонами, и не должно быть никаких шаблонов, которые можно найти в тексте.

Два простых примера:

ENCRYPT
HAPPYBIRTHDAY
>ABKJAQLRJESMG
>HBZYYRTICLVME

DECRYPT
ABKJAQLRJESMG
HBZYYRTICLVME
>HAPPYBIRTHDAY

>Представляет , какие линии вывода, так что вы не должны печатать этот символ в качестве вывода.

GolfScript, 53 символа

n%(0=2%{~.,[{26rand 65+}*]:K]}*zip{{-}*~)26%65+}%K]n*

Это задача, для которой GolfScript кажется идеально подходящим.

Для краткости кода я использую один и тот же код как для шифрования, так и для дешифрования: для дешифрования я вычитаю ключ из зашифрованного текста, а для шифрования сначала генерирую случайный зашифрованный текст, а затем вычитаю из него открытый текст. Несмотря на это, дополнительный код для реализации режима шифрования занимает чуть более половины длины программы.

Де-гольф версия с комментариями:

n %             # split input into an array of lines

# KEY GENERATION FOR ENCRYPTION MODE:
(               # extract the first line from the array
0 = 2 %         # check if the first char of that line is odd (E = 69)...
{               # ...and execute this block if it is:
    ~           # dump the remaining lines (of which the should be only one) on the stack
    . ,         # calculate the length of the last line...
    [ { 26 rand 65 + } * ]  # ...make an array of that many random letters...
    :K          # ...and assign it to K
    ]           # collect all the lines, including K, back into an array
} *

# ENCRYPTION / DECRYPTION ROUTINE:
zip             # transpose the array of 2 n-char strings into n 2-char strings...
{               # ...and execute this block for each 2-char string:
    {-} *       # subtract the second char code from the first
    ~ )         # negate the result (using the two's complement trick -x = ~x+1)
    26 % 65 +   # reduce modulo 26 and add 65 = A
} %

# OUTPUT:
K ] n*         # join the result and K (if defined) with a newline, stringifying them

Рубин ( 200 185)

образец работает + туалет:

$ ruby onetimepad.rb
ENCODE
ANOTHERTESTINPUTZZZ
ZYCLGHDWLDASFUTHWKC
BPMIBXOXTPTQIVBMDPX
$ ruby onetimepad.rb
DECODE
ZYCLGHDWLDASFUTHWKC
BPMIBXOXTPTQIVBMDPX
ANOTHERTESTINPUTZZZ
$ wc onetimepad.rb
       4       7     185 onetimepad.rb

def f;gets.scan(/./).map{|b|b.ord-65};end
s=->a{a.map{|b|(b+65).chr}*''}
r=->b,a,o{s[a.zip(b).map{|a,b|(a.send o,b)%26}]}
puts(gets=~/^D/?r[f,f,:+]:[s[k=(p=f).map{rand 26}],r[k,p,:-]])

Хаскель, 203 персонажа

import Random
main=newStdGen>>=interact.(unlines.).(.lines).f.randomRs('A','Z')
f k['E':_,x]=[z const k x,z(e(+))k x]
f _[_,k,x]=[z(e(-))k x]
e(%)k x=toEnum$65+o x%o k`mod`26
o c=fromEnum c-65;z=zipWith

Пример:

$ runghc OneTimePad.hs <<< $'ENCRYPT\nHELLOWORLD'
QMNQKGFZFD
XQYBYCTQQG
$ runghc OneTimePad.hs <<< $'DECRYPT\nQMNQKGFZFD\nXQYBYCTQQG'
HELLOWORLD

Perl, 220 171 символов

if(<>=~/D/){$_=<>;$w=<>;print chr((ord(substr$w,$i++,1)-ord$1)%26+65)while/(.)/g}else{$_=<>;$c.=chr((ord($1)-65+($i=rand(26)))%26+65),print chr$i+65while/(.)/g;print$/.$c}

Пробный прогон:

ENCRYPT
HELLO
CCTKK
JGEVY

DECRYPT
CCTKK
JGEVY
HELLO

Примечание: по крайней мере, когда я запускаю его, «Нажмите любую клавишу для продолжения ...» добавляется в конец последнего вывода. Я надеюсь, что это нормально, потому что это не часть программы. Если нет, я могу сделать так, чтобы он появился на следующей строке.

Это моя первая настоящая программа на Perl и мой первый в мире гольф, поэтому я буду очень признателен за советы. Кроме того, я нашел /(.)/gв Интернете, но я понятия не имею, как это работает (это регулярное выражение? Я еще не изучил их). Может кто-нибудь объяснить это мне?

РЕДАКТИРОВАТЬ: Спасибо Ilmari Karonen за помощь в регулярных выражениях, я использовал мои новые знания, чтобы сохранить 7 символов!

Расширенная, слегка читаемая версия:

if(<>=~/D/){
    $_=<>;
    $w=<>;
    print chr((ord(substr$w,$i++,1)-ord$1)%26+65)while/(.)/g
}
else{
    $_=<>;
    $c.=chr((ord($1)-65+($i=rand(26)))%26+65),print chr$i+65while/(.)/g;
    print$/.$c
}

Питон - 304 295

import random
r=raw_input
R=lambda s:range(len(s))
o=lambda c:ord(c)-65
j=''.join
if r()[0]=='D':
 s=r()
 d=r()
 print j(chr((o(s[i])-o(d[i]))%26+65)for i in R(s))
else:
 s=r()
 d=[random.randint(0,26)for i in R(s)]
 print j(chr((o(s[i])+d[i])%26+65)for i in R(s))
 print j(chr(n+65)for n in d)

Я считаю, что это точно соответствует спецификациям (в том числе и '>'в начале входных приглашений). Он не проверяет ввод, поэтому я думаю, что он будет просто выводить мусор, если вы дадите ему символы вне [A-Z]. Он также проверяет только первую букву команды ввода. Все, что начинается с, Dприведет к расшифровке, а все остальное приведет к шифрованию.

C ++ - 220 241 символов, 4 строки

#include<cstdlib>
#include<cstdio>
#define a scanf("%s"
char i,s[99],t[99];int main(){a,t);a,s);if(t[0]>68){for(;s[i];++i)s[i]=(s[i]+(t[i]=rand()%26+65))%26+65;puts(t);}else for(a,t);s[i];++i){s[i]=65+t[i]-s[i];if(s[i]<65)s[i]+=26;}puts(s);}

Редактировать 1 - Стандартная библиотека MSVS, кажется, включает в себя много ненужных файлов, что означало, что в ios были все необходимые мне включения, но это не работало с другими компиляторами. Изменены ios для фактических файлов, которые необходимые функции появляются в cstdlib и cstdio. Спасибо Ильмари Каронен за то, что указал на это.

Python - 270

import random
i=raw_input  
m=i()
a=i()
r=range(len(a))
o=ord
j=''.join
if m=='ENCRYPT':
  k=j(chr(65+random.randint(0,25)) for x in r)
  R=k+"\n"+j(chr((o(a[x])+o(k[x]))%26+65) for x in r)
elif m=='DECRYPT':
  k=i()
  R=j(chr((o(k[x])-o(a[x]))%26+65) for x in r)
print R

Пример вывода:

$ python onetimepad.py 
ENCRYPT
HELLOWORLD
UXCYNPXNNV
BBNJBLLEYY
$ python onetimepad.py 
DECRYPT
UXCYNPXNNV
BBNJBLLEYY
HELLOWORLD

Количество символов:

$ wc -c onetimepad.py 
270 onetimepad.py

J: 94 байта

3 :0]1
c=:(26&|@)(&.(65-~a.&i.))
r=:1!:1@1:
((],:+c)[:u:65+[:?26$~#)@r`(r-c r)@.('D'={.)r 1
)

Весь необходимый пробел засчитан.

Комментируемая версия:

3 :0]1                                          NB. Make a function and call it
c=:(26&|@)(&.(65-~a.&i.))                       NB. Adverb for operating on the alphabet
                                                NB. (used for adding and subtracting the pad)
r=:1!:1@1:                                      NB. Read input line and decide (right to left)
((],:+c)[:u:65+[:?26$~#)@r   ` (r-c r)            @. ('D'={.)r 1
NB. Encryption (ger    0)    | Decryption (ger 1)| Agenda               
NB. pad,:(crypt=:plain + pad)| crypt - pad       | If D is first input, do (ger 1), else do (ger 0)
)

C # ( 445 416)

Забыли про агрегат. Отрежь немного.

Несколько в гольф:

namespace G {
using System;
using System.Linq;
using x = System.Console;
class P {
    static void Main() {
        string p = "", c = "", k = "";
        Random r = new Random();
        int i = 0;
        if (x.ReadLine()[0] == 'E') {
            p = x.ReadLine();
            k=p.Aggregate(k,(l,_)=>l+(char)r.Next(65,90));
            c=p.Aggregate(c,(m,l)=>m+(char)((l+k[i++])%26+65));
            x.WriteLine(k + "\n" + c);
        } else {
            k = x.ReadLine();
            c = x.ReadLine();
            p=c.Aggregate(p,(l,a)=>l+(char)((a-k[i++]+26)%26+65));
            x.WriteLine(p);
        }
    }
}

}

Golfed:

namespace G{using System;using System.Linq;using x=System.Console;class P{static void Main(){string p="",c="",k="";Random r=new Random();int i=0;if (x.ReadLine()[0]=='E'){p=x.ReadLine();k=p.Aggregate(k,(l,_)=>l+(char)r.Next(65,90));c=p.Aggregate(c,(m,l)=>m+(char)((l+k[i++])%26+65));x.WriteLine(k+"\n"+c);}else{k=x.ReadLine();c=x.ReadLine();p=c.Aggregate(p,(l,a)=>l+(char)((a-k[i++]+26)%26+65));x.WriteLine(p);}}}}

C (159 + 11 для флагов компилятора)

Golfed:

d(a,b){return(a+b+26)%26+65;}a;char s[999],b,*c=s-1;main(){g;a=*s-69;g;while(*++c)a?b=-*c,*c=getchar():putchar(b=rand()%26+65),*c=d(*c,b);a||puts("");puts(s);}

Ungolfed:

d(a,b){
    //*a = (*a + b - 2*65 + 26) % 26 + 65; 
    return (a + b + 26) % 26 + 65;
}
a; char s[999], b, *c = s-1;
main(){
    gets(s);
    a = *s - 69; // -1 if decrypt 0 if encrypt
    gets(s);
    while(*++c){
        if(!a)
            putchar(b = rand() % 26 + 65); // 'A'
        else
            b = -*c, *c = getchar();
        *c = d(*c,b);
    }
    if(!a) puts("");
    puts(s);
}

Компилировать с -Dg=gets(s).

Пример:

$./onetimepad
ENCRYPT
FOOBAR
>PHQGHU
>UVEHHL
$./onetimepad
DECRYPT
PHQGHU
UVEHHL
>FOOBAR

JavaScript 239

var F=String.fromCharCode
function R(l){var k='';while(l--)k+=F(~~(Math.random()*26)+65);return k}
function X(s,k,d){var o='',i=0,a,b,c
while(i<s.length)a=s.charCodeAt(i)-65,b=k.charCodeAt(i++)-65,c=d?26+(a-b):a+b,o+=F((c%26)+65)
return o}

Использование:

var str = "HELLOWORLD";
var key = R(str.length);
var enc = X(str, key, false);
console.log(enc);
console.log(X(enc,key, true));

Рубин - 184 179 177 символов

def g;gets.scan(/./).map{|c|c.ord-65}end
m,=g
k=(s=g).map{rand 26}
m==4?(puts k.map{|c|(c+65).chr}*'';y=:+):(k,s=s,g)
puts s.zip(k).map{|c,o|(c.send(y||:-,o).to_i%26+65).chr}*''

Запустите это так: $ ruby pad-lock.rb

Вот незагрязненная версия, если кому-то интересно (хотя она не совсем в курсе игры в гольф)

def prompt
    gets.scan(/./).map{ |c|c.ord - 65 }
end

mode = prompt[0]
operator = :-
secret = prompt
key = secret.map { |char| rand(26) }

if mode == 4 # the letter E, or ENCRYPT
    key.map { |char| print (char + 65).chr }
    puts
    operator = :+
else
    # make the old secret the new key,
    # and get a new secret (that has been encrypted)
    key, secret = secret, prompt
end

chars = secret.zip(key).map do |secret_char, key_char|

    # if mode == 4 (E) then add, otherwise subtract
    i = secret_char.send(operator, key_char).to_i

    ((i % 26) + 65).chr
end

puts chars.join("")