使用零宽字符对文本加密的实现

发布于 2021年2月2日

本文为 www.52pojie.cn 首发

《使用零宽字符对文本加密的实现》

@TLHorse

前言

说来话长。其实就是前几天我看到了一篇介绍Unicode的文章，里面介绍Unicode字符的广泛性。其中有一类字符叫做零宽字符，它们在电脑上输入，不可见，也不可打印，甚至输入都不会占空间，作用是控制文字排列或解决个别语言中的排版问题。

常见的零宽字符有以下六种：

中文名	英文名	U+	作用
零宽度空格符	zero-width space	U+200B	用于较长单词的换行分隔。
零宽度非断空格符	zero width no-break space	U+FEFF	用于阻止特定位置的换行分隔。
零宽度连字符	zero-width joiner	U+200D	用于阿拉伯文与印度语系等文字中，使不会发生连字的字符间产生连字效果。
零宽度断字符	zero-width non-joiner	U+200C	用于阿拉伯文、德文、印度语系等文字中，阻止会发生连字的字符间的连字效果。
左至右符	left-to-right mark	U+200E	用于在混合文字方向的多种语言文本中（例：混合左至右书写的英语与右至左书写的希伯来语），规定排版文字书写方向为左至右。
右至左符	right-to-left mark	U+200F	用于在混合文字方向的多种语言文本中，规定排版文字书写方向为右至左。

使用这些零宽字符可以实现发空白消息、发空白朋友圈等效果。不妨动脑筋一想，我们可以把这几种字符组合起来，就可以实现加密字符串的效果。

基本思路

这篇文章咱们只介绍一个初步实现，说不定以后我会出后续，给应用添加更多功能。下面是加解密的流程图。 ZWE流程图总之我认为解密过程较为繁琐。

核心实现

激动人心的时刻到啦。让我们一步步编写。首先在全局定义三个常量：

ZW_ONE = u"\u200b" # 用来翻译1
ZW_ZERO = u"\u200c" # 用来翻译0
ZW_SEP = u"\u200d" # 用来翻译字符之间的间隔

加密函数 `str2zwstr(origin)`

首先我们新建一个空数组，用来存储字符串每一项，并且遍历明文，使明文的每个字符先用ord()转换成十进制数字，再用bin()转换成二进制。再转换成字符串格式，最后去掉0b前缀：

bin_text = []
for char in origin:
    bin_text.append(str(bin(ord(char))).lstrip('0b'))

再创建一个空字符串，用来存储最终的结果：

final_str = ""

之后进行两次遍历，先浅层遍历bin_text，然后为每一项深层遍历：

for item in bin_text: # 遍历大数组每一项
    for binchar in item: # 遍历每一项中的0和1
        final_str += ZW_ONE if binchar == "1" else ZW_ZERO # 把0、1分别翻译成两种零宽度字符串
    final_str += ZW_SEP # 每一项（字符）结束后，插入一个分隔符号
final_str.rstrip(ZW_SEP) # 去掉
return final_str

最后返回final_str即可。整体代码：

def str2zwstr(origin):
    bin_text = []
    for char in origin:
        bin_text.append(str(bin(ord(char))).lstrip('0b'))

    final_str = ""
    for item in bin_text:
        for binchar in item:
            final_str += ZW_ONE if binchar == "1" else ZW_ZERO
        final_str += ZW_SEP
    final_str.rstrip(ZW_SEP)
    return final_stry

解密函数`zwstr2str(enc_str)`

首先我建议大家再看看基本思路中的流程图。解密不大相同。因为一开始我们要把翻译后的数据存储到第一个字符上，但是遇到分隔符后，我们又得新建一个字符，并把接下来的翻译后的数据存储到第二个字符串上，因此我们要编写一个函数apponlast(arr, sth)，每次运行，都将sth拼接到arr的最后一项中，如果arr的项数为0，即新增一个元素。

我这里用的代码极为简洁：

def apponlast(arr, sth):
    la = len(arr) # la 是 arr 的长度
    if la: arr[la-1] += sth # 如果长度不为0，那么就把 arr 的最后一项与 sth 字符串拼接
    else: arr.append(sth) # 如果数组里没有元素，新建一个元素

之后编写解密函数：

def zwstr2str(enc_str):
    arr_oz = [] # 由0和1构成的字符串构成的数组
    for char in enc_str: # 在密文里遍历
        if char == ZW_ONE: apponlast(arr_oz, "1") # 如果是\200b，翻译成1
        elif char == ZW_ZERO: apponlast(arr_oz, "0") # 如果是\200c，翻译成0
        elif char == ZW_SEP: arr_oz.append("") # 如果是分隔符，把数组新建一项，重新开始循环
        else: print("Input contains non-ZW string. Aborted."); getinput() # 如果密文中有非零宽字符，终止解密并回到程序主函数（我们一会要编写）

    for idx in range(0, len(arr_oz)-1): # 遍历这个由0和1构成的字符串构成的数组
        arr_oz[idx] = chr(int(arr_oz[idx], 2)) # 把每一项先转换为int（注意二进制参数），然后用chr转换为字符

    return "".join(arr_oz) # 拼接

完善程序

接下来我们为程序添加一个主函数，并且加些花哨的功能。

if __name__ == '__main__':
    pbanner()
    getinput()

pbanner()用来打印banner：


def pbanner():
    banner = colored(f"""
      ______
     /___  /\\  Zerowidth String Encoder | @TLHorse from 52pojie
    //  / / \\\\ Type in then ENTER. The encoded string
    \\\\ / /__// will be copied & printed.
     \/_____/  Commands | ::openweb:: ::banner:: ::quit:: ::switchmode::
    """, 'yellow')
    print(banner)

需要说明一下，上面的colored函数需要依赖一个第三方库termcolor，可以打印出彩色字符串。

我们在全局设置两个变量：

MODE_ENCODE = True # 用来记录模式是加密还是解密
LAST_RESULT = "" # 用来记录上次操作的结果

getinput是一个递归，可以像命令行一样获取用户输入，代码比较复杂，功能很多，本来是有注释的，结果浏览器编辑的时候不小心给关了，没有恢复成功。大家自己摸索吧：

def getinput():
    global MODE_ENCODE, LAST_RESULT
    info = ""
    if MODE_ENCODE: info = colored("ENCODE", 'red')
    else: info = colored("DECODE", 'green')
    input_str = input(f'[{info}] ')
   
    if   input_str == '::openweb::':    os.system('open https://www.52pojie.cn') # 打开吾爱网页
    elif input_str == '::banner::':     pbanner() #打印banner
    elif input_str == '::quit::':       sys.exit(0) #退出程序
    elif input_str == '::switchmode::': MODE_ENCODE = False if MODE_ENCODE else True #切换加解密
    elif input_str == '::cp::':         os.system(f'echo {LAST_RESULT} | pbcopy') #复制结果

    if input_str.startswith("::") and input_str.endswith("::"): getinput() #检测是否为命令
   
    out = str2zwstr(input_str) if MODE_ENCODE == True else zwstr2str(input_str)
    print(colored('     >>> "', 'green')+ out + colored('"', 'green'))
    LAST_RESULT = out
    getinput()

别忘了import进类库：

import os, sys
from termcolor import colored

大功告成！

后记

首先，想说明一点，文中的结果复制功能是基于pbcopy命令的，这个只有Linux和Unix有，Windows没有。所以Windows小伙伴们记得使用pyperclip库实现复制功能。

其次，我也不是计算机专业人士，所以代码的繁琐与不妥当之处欢迎在评论区指正。

所有代码长这样：

import os, sys
from termcolor import colored

ZW_ONE = u"\u200b"
ZW_ZERO = u"\u200c"
ZW_SEP = u"\u200d"

MODE_ENCODE = True
LAST_RESULT = ""

def pbanner():
    banner = colored(f"""
      ______
     /___  /\\  Zerowidth String Encoder | @TLHorse from 52pojie
    //  / / \\\\ Type in then ENTER. The encoded string will be printed.
    \\\\ / /__// Commands | ::openweb:: ::banner:: ::quit:: ::switchmode::
     \/_____/  ::cp::
    """, 'yellow')
    print(banner)

def apponlast(arr, sth):
    la = len(arr)
    if la: arr[la-1] += sth
    else: arr.append(sth)

def str2zwstr(origin):
    bin_text = []
    for char in origin:
        bin_text.append(str(bin(ord(char))).lstrip('0b'))

    final_str = ""
    for item in bin_text:
        for binchar in item:
            final_str += ZW_ONE if binchar == "1" else ZW_ZERO
        final_str += ZW_SEP
    final_str.rstrip(ZW_SEP)
    return final_str

def zwstr2str(enc_str):
    arr_oz = []
    for char in enc_str:
        if char == ZW_ONE: apponlast(arr_oz, "1")
        elif char == ZW_ZERO: apponlast(arr_oz, "0")
        elif char == ZW_SEP: arr_oz.append("")
        else: print("Input contains non-ZW string. Aborted."); getinput()

    for idx in range(0, len(arr_oz)-1):
        arr_oz[idx] = chr(int(arr_oz[idx], 2))

    return "".join(arr_oz)

def getinput():
    global MODE_ENCODE, LAST_RESULT
    info = ""
    if MODE_ENCODE: info = colored("ENCODE", 'red')
    else: info = colored("DECODE", 'green')
    input_str = input(f'[{info}] ')
   
    if   input_str == '::openweb::':    os.system('open https://www.52pojie.cn')
    elif input_str == '::banner::':     pbanner()
    elif input_str == '::quit::':       sys.exit(0)
    elif input_str == '::switchmode::': MODE_ENCODE = False if MODE_ENCODE else True
    elif input_str == '::cp::':         os.system(f'echo {LAST_RESULT} | pbcopy')

    if input_str.startswith("::") and input_str.endswith("::"): getinput()
   
    out = str2zwstr(input_str) if MODE_ENCODE == True else zwstr2str(input_str)
    print(colored('     >>> "', 'green')+ out + colored('"', 'green'))
    LAST_RESULT = out
    getinput()

if __name__ == '__main__':
    pbanner()
    getinput()

下载.py格式代码｜密码：zsetlh

最后我先说明，当我把论坛上的文章贴到博客里，我惊奇地发现论坛阅读量少得可怜。但我写文章终究不是给别人看的。

使用零宽字符对文本加密的实现_

前言