Python - 計算機科学 - 簡単な問題 - ワンタイムパッド、画像の暗号化と復号化、排他的論理和(XOR)、キー(ダミーデータと暗号化データ)

Python計算機科学新教本
―新定番問題を解決する探索アルゴリズム、
k平均法、ニューラルネットワーク
原著
楽天ブックス Yahoo!

開発環境

• macOS Mojave - Apple (OS)
• Emacs (Text Editor)
• Windows 10 Pro (OS)
• Visual Studio Code (Text Editor)
• Python 3.7 (プログラミング言語)

Python計算機科学新教本 ―新定番問題を解決する探索アルゴリズム、k平均法、ニューラルネットワーク (David Kopec(著)、黒川 利明(翻訳)、オライリージャパン)の1章(簡単な問題)、1.7(練習問題)4の解答を求めてみる。

コード

Python 3

#!/usr/bin/env python3
from unittest import TestCase, main
from secrets import token_bytes
from typing import Tuple


class OneTimePadTest(TestCase):
    def setUp(self):
        pass

    def tearDown(self):
        pass

    def test(self):
        with open('sample4.png', 'rb') as f:
            data: bytes = f.read()
        dumm_key, original_key = encrypt(data)
        result: bytes = decrypt(dumm_key, original_key)
        with open('sample4_1.png', 'wb') as f:
            f.write(result)
        self.assertEqual(result, data)


def random_key(length: int) -> int:
    return int.from_bytes(token_bytes(length), 'big')


def encrypt(original: bytes) -> Tuple[int, int]:
    dummy_key: int = random_key(len(original))
    original_key: int = int.from_bytes(original, 'big')
    encrypted_key: int = original_key ^ dummy_key
    return dummy_key, encrypted_key


def decrypt(key1: int, key2: int) -> bytes:
    decrypted: int = key1 ^ key2
    return decrypted.to_bytes((decrypted.bit_length() + 7) // 8, 'big')


if __name__ == '__main__':
    main()

入出力結果(Bash、cmd.exe(コマンドプロンプト)、Terminal、Jupyter(IPython))

$ ./sample4.py
.
----------------------------------------------------------------------
Ran 1 test in 0.001s

OK
$ diff sample4.png  sample4_1.png
$