転置式暗号 -アナグラム-“ヴォルデモート卿”の本名を見破る 【ANGOUのすゝめ】#2

# 転置式暗号解読くん (Transposition Cipher Hacker)
# 英語のバイグラム（2文字の連なり）頻度を利用して解読を試みる

def get_english_score(text):
    """
    解読した文章が「どれくらい英語らしいか」を採点する関数
    """
    # 英語で頻出するバイグラム（2文字の組み合わせ）とトリグラム
    # 頻度が高いものほど加点する
    common_phrases = [
        'THE', 'AND', 'ING', 'ION', 'ENT', # 3文字
        'TH', 'HE', 'IN', 'ER', 'AN', 'RE', 'ON', 'AT', 'EN' # 2文字
    ]
    
    score = 0
    text_upper = text.upper()
    
    for phrase in common_phrases:
        # そのフレーズが登場する回数をカウントしてスコアに加算
        count = text_upper.count(phrase)
        score += count
        
    return score

def decrypt_transposition(ciphertext, key):
    """
    指定された「列数（key）」で転置式暗号を復号する関数
    （長方形に並べて縦に読む処理の逆を行う）
    """
    import math
    
    # 1. 行数を計算する
    # 天井関数(ceil)を使って、文字数 ÷ 列数 を切り上げる
    num_of_columns = math.ceil(len(ciphertext) / key)
    
    # 2. グリッド（表）の作成
    # シェーディング（空白マス）の数を計算
    num_of_shaded_boxes = (num_of_columns * key) - len(ciphertext)
    
    # 文字を配置するリスト
    plaintext = [''] * num_of_columns
    
    # 列と行のポインタ
    col = 0
    row = 0
    
    for symbol in ciphertext:
        plaintext[col] += symbol
        col += 1
        
        # 端まで来たか、あるいは空白マス（文字がない部分）に来たら折り返す
        if (col == num_of_columns) or \
           (col == num_of_columns - 1 and row >= key - num_of_shaded_boxes):
            col = 0
            row += 1
            
    return ''.join(plaintext)

# --- ここからメイン処理 ---

# --- 転置式暗号化のテスト ---
# 元の文字列: HELLO WORLD THIS IS A SECRET MESSAGE
# 暗号化された文字列: HWTSRSEOHAESLRISTALLSEMGODICEE
# 使用された鍵（ブロック長）: 5
cipher_text = "HWTSRSEOHAESLRISTALLSEMGODICEE"

print(f"暗号文: {cipher_text}")
print("-" * 40)

# 鍵（ブロック長）を 2 から文字数の半分まで総当たりする
best_score = -1
best_result = ""
best_key = 0

for key in range(2, len(cipher_text) // 2 + 1):
    # 復号を試す
    decrypted_text = decrypt_transposition(cipher_text, key)
    
    # 英語らしさを採点
    score = get_english_score(decrypted_text)
    
    print(f"鍵 {key:2d} の場合: {decrypted_text} (スコア: {score})")
    
    # 最高スコアを更新したら記録
    if score > best_score:
        best_score = score
        best_result = decrypted_text
        best_key = key

print("-" * 40)
print(f"★ 解読予想 ★")
print(f"鍵（列数）: {best_key}")
print(f"平文: {best_result}")