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gf_informatik:verschluesselung:codierung [2025-03-25 14:01] – [Aufgabe 2: XOR Anwenden] hofgf_informatik:verschluesselung:codierung [2026-04-09 06:40] (aktuell) – hof
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 [[https://cryptii.com/pipes/PbRHzQ|Probier es aus]]! [[https://cryptii.com/pipes/PbRHzQ|Probier es aus]]!
- 
 ### Python ### Python
  
-In Python können wir einen Buchstaben mit der `ord()` Funktion in die entsprechende ASCII-Zahl verwandeln, und mit `chr()` wieder zurück: +In Python können wir einen Buchstaben mit der `ord()` Funktion in die entsprechende ASCII-Zahl verwandeln. `ord` steht für _ordinal value_, also die Ordnungszahl eines Buchstabens in der ASCII-Textcodierung. 
-<HTML><script type="module" src="https://bottom.ch/ksr/ed/bottom-editor.js"></script></HTML>+<HTML><script type="module" src="https://bottom.ch/editor/stable/bottom-editor.js"></script></HTML>
    
 <HTML><bottom-editor>letter = 'A'  # Muss ein einzelner Buchstabe sein! <HTML><bottom-editor>letter = 'A'  # Muss ein einzelner Buchstabe sein!
 print(ord(letter))</bottom-editor></HTML> print(ord(letter))</bottom-editor></HTML>
  
 +Mit `chr()` kann ein Zahlencode wieder in den codierten Buchstaben zurückverwandelt werden. `chr` steht für _character_.
 <HTML><bottom-editor>print(chr(65))</bottom-editor></HTML> <HTML><bottom-editor>print(chr(65))</bottom-editor></HTML>
  
- 
-Um die Zahl im Binärformat auszugeben, können wir die `format()` Funktion wie folgt verwenden: 
- 
-<HTML><bottom-editor>print(format(65, "b"))</bottom-editor></HTML> 
 #### String Formatierung #### String Formatierung
  
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 ### Aufgabe 1: ASCII-Tabelle erzeugen ### Aufgabe 1: ASCII-Tabelle erzeugen
 Drucke eine ASCII-Tabelle aus mit folgenden Einträgen: Buchstaben `a-z`, `A-Z`, Zifferen `0-9`, Leerzeichen ` `, Punkt `.` Für jeden Eintrag soll der Buchstabe sowie seine ASCII-Codierung in Dezimal- und im Binärformat enthalten sein. Das Binärformat soll 8 bits (=1 byte) enthalten und vorne mit Nullen aufgefüllt werden. Drucke eine ASCII-Tabelle aus mit folgenden Einträgen: Buchstaben `a-z`, `A-Z`, Zifferen `0-9`, Leerzeichen ` `, Punkt `.` Für jeden Eintrag soll der Buchstabe sowie seine ASCII-Codierung in Dezimal- und im Binärformat enthalten sein. Das Binärformat soll 8 bits (=1 byte) enthalten und vorne mit Nullen aufgefüllt werden.
 +
 +Die Ausgabe soll ungefähr so aussehen:
  
 ``` ```
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 ++++Lösung:| ++++Lösung:|
 <HTML><bottom-editor>def printEntry(code): <HTML><bottom-editor>def printEntry(code):
-    print(f"{chr(code):2} | {code:7d} | {code:08b}")+    print(f"{chr(code):2} | {code:7d} | {code:08b}") 
  
 def printTable(): def printTable():
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   - Mit der ASCII-Tabelle kannst du nun die Binärzahlen in Buchstaben wandeln und erhälst den Klartext.   - Mit der ASCII-Tabelle kannst du nun die Binärzahlen in Buchstaben wandeln und erhälst den Klartext.
  
-<nodisp 2>+<nodisp 1>
 ++++Lösung:| ++++Lösung:|
 Der Klartext Lautet: ''Pelz'' Der Klartext Lautet: ''Pelz''
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 Mit diesen Informationen solltest du ein Programm schreiben können, das den folgenden Text entschlüsselt. Mit diesen Informationen solltest du ein Programm schreiben können, das den folgenden Text entschlüsselt.
-  * der Schlüssel lautet "ROMANSHORN", wobei immer der ASCII-Code jedes Buchstabens verwendet wird. + 
-  * die Buchstaben des Schlüssels werden alle 10 Buchstaben wieder von vorne verwendet. +Hinweise: 
-  * mit `split()` kann ein String in einzelne Wörter geteilt werden: `for word in "eins zwei drei".split():`+  * Der Schlüssel lautet "ROMANSHORN", wobei immer der ASCII-Code jedes Buchstabens verwendet wird. 
 +    * Wandle den Schlüssel in eine Folge von ASCII-codierten Zahlen um: `[82, 79, 77, ...]`! 
 +  * Mit `split()` kann ein String in einzelne Wörter geteilt werden: `for word in "eins zwei drei".split():` 
 +    * Wandle das Chiffrat in eine Liste von Zahlen um: `[22, 38, 40, ...]`! 
 +  * XOR-kombiniere nun immer eine Zahl aus dem Chiffrat mit einer Zahl aus dem Schlüssel! 
 +    * Die Buchstaben des Schlüssels werden alle 10 Buchstaben wieder von vorne verwendet. 
 +    * Wandle die resultierende Zahl mit `chr()` in Buchstaben um!
  
 ``` ```
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 ``` ```
  
-<nodisp 2>+<nodisp 1>
 ++++Lösung:| ++++Lösung:|
 <code python decrypt.py> <code python decrypt.py>
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 ++++ ++++
 </nodisp> </nodisp>
- 
 ### Aufgabe 5 (optional) ### Aufgabe 5 (optional)
  
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 ++++ ++++
  
-<nodisp 2>+<nodisp 1>
 ++++Full Block Coder:| ++++Full Block Coder:|
  
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   * `string.encode()` und `bytes.decode()` ([[https://docs.python.org/3/library/stdtypes.html#str.encode|Python Dokumentation]])   * `string.encode()` und `bytes.decode()` ([[https://docs.python.org/3/library/stdtypes.html#str.encode|Python Dokumentation]])
  
-<code python block_coder.py> +<HTML><bottom-editor>def textToBytes(text):
-def textToBytes(text):+
     """Converts a string into a list of ASCII codes."""     """Converts a string into a list of ASCII codes."""
     numbers = []     numbers = []
Zeile 272: Zeile 274:
                 00111010 00100001 01101110 00100001 00100110 00100011 00100101                  00111010 00100001 01101110 00100001 00100110 00100011 00100101 
                 01101110 00110010 00100100 00100011 00110111 01101111"""                 01101110 00110010 00100100 00100011 00110111 01101111"""
-print(decrypt(ciphertext, key)) +print(decrypt(ciphertext, key))</bottom-editor></HTML>
-</code>+
 ++++ ++++
 </nodisp> </nodisp>
 +
 +<nodisp 1>
 +++++ Lösung|
 +<html><bottom-editor layout="split">
 +# In normal python: pip install opencv-python numpy
 +import micropip
 +await micropip.install(["numpy", "opencv-python"]);
 +
 +import cv2 as cv
 +import numpy as np
 +import math
 + 
 +key = "11110000011001101100010000110101110010111001100100010110000111110001100101000101101110111111000000000011000000111110010111101010111110001110101010101000001111001010110110100111000000000011111111010001111100110111101001111010000001011101010000101111110101001100010101001011011101110101011001110100100001101110110011000110100100111100010011001100100111000000000011011110000100010010001110101100111101010100111100010001010100101100111101101011100110110000000000101000000010100111110010000011101000111001100000101011110000000100110011000001000101001000011101000100100100100010100111110011101011010101010110001011010001001010000111000100100010111001111100011100001000011001100011100110101101111001000110001001111010111111100001111111111111011101100101111100000101000101100101011111111110001010111000101010110011011010111111101111110100000100100101001000100101100111100010101011111111001001101000011001101111000111111110101100001100110110000101100000000010111110001011011010010010000111010010011001101010010100000011101111110100101001111110011010000101001111001111000000010101111001000101100110010111101111001000010110111101000110110101000101110001001011100111110010111001011111111010000010011000011101100110111001001000110001110110011011000011001010001111000101100100001010110011000001011100001011010011010001110101010001111000000111111101110011000010010000111010111000111000110"
 +
 +img_url = 'https://sca.ksr.ch/lib/exe/fetch.php?cache=&media=gf_informatik:umgang_inet_sca:bild_raetsel_xor_1373.png'
 +# In vanilla python, use urllib.request.urlopen(img_url)
 +from pyodide.http import pyfetch
 +response = await pyfetch(img_url)
 +data = await response.bytes()
 +
 +arr = np.asarray(bytearray(data), dtype=np.uint8)
 +img = cv.imdecode(arr, -1) # 'Load it as it is'
 +
 +# Note that the key length (in bits) is not byte-aligned (not a multiple of 8).
 +print(img.size)
 +print(len(key))
 + 
 +# Repeat the key as often as necessary to match the image length.
 +key = key * math.ceil(img.size*8 / len(key))
 +key_offset = 0
 + 
 +# Process each pixel
 +for x in range(img.shape[0]):
 +    for y in range(img.shape[1]):
 +        # each pixel is three bytes (24 bits), one each per color
 +        b, g, r = img[x, y]
 +        # fetch 24 bits of key material
 +        key_bits = key[key_offset:key_offset + 24]
 +        # encryption is XOR
 +        b = int(b) ^ int(key_bits[0:8], 2)
 +        g = int(g) ^ int(key_bits[8:16], 2)
 +        r = int(r) ^ int(key_bits[16:24], 2)
 +        # replace the pixel values
 +        img[x,y] = b, g, r
 +        key_offset = key_offset + 24
 + 
 +cv.imshow('image',img)
 +cv.waitKey()
 +</bottom-editor></html>
 +++++
 +</nodisp>
 +
  • gf_informatik/verschluesselung/codierung.1742911273.txt.gz
  • Zuletzt geändert: 2025-03-25 14:01
  • von hof