原始密码 移位密码 替代密码 数字密码 都是啥意思

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密码学 - 古典加密古典密码安全算法有哪些原始密码 移位密码 替代密码 数字密码 都是啥意思

信息理论之父：克劳德香农

论文《通信的数学理论》

如果没有信息加密，信息直接被中间人拦截查看、修改。

明文Plain text

密文Cipher text

加密Encryption/Encrypherment：将明文转化为密文

解密Decrytion/Decipherment：讲密文还原为明文

加密钥匙EK Encryption Key：加密时配合加密算法的数据

解密钥匙EK Encryption Key：解密时配合解密算法的数据

各个字符按照顺序进行n个字符错位的加密方法。

（凯撒是古罗马军事家政治家）

多次使用恺撒密码来加密并不能获得更大的安全性，因为使用偏移量A加密得到的结果再用偏移量B加密，等同于使用A+B的偏移量进行加密的结果。

凯撒密码最多只有25个密匙+1到+25安全强度几乎为0

（密钥为0或26时，明文在加密前后内容不变）

暴力枚举

根据密文，暴力列出25个密匙解密后的结果。

凯撒密码的例子是所有单字母替代式密码的典范，它只使用一个密码字母集。

我们也可以使用多字母替代式密码，使用的是多个密码字母集。

加密由两组或多组密码字母集组成，加密者可自由的选择然后用交替的密码字母集加密讯息。

（增加了解码的困难度，因为密码破解者必须找出这两组密码字母集）

另一个多字母替代式密码的例子“维吉尼亚密码”，将更难解密

（法语：Vigenère cypher），

它有26组不同用来加密的密码字母集。

每个密码字母集就是多移了一位的凯撒密码。

维吉尼亚方格（替换对照表）：

维吉尼亚密码引入了密匙概念。

同一明文在密文中的每个对应，可能都不一样。

移位式密码，明文中出现的字母依然出现在密文中，只有字母顺序是依照一个定义明确的计划改变。

许多移位式密码是基于几何而设计的。一个简单的加密（也易被破解），可以将字母向右移1位。

例如，明文"Hello my name is Alice."

将变成"olleH ym eman si ecilA."

密码棒（英语：scytale）也是一种运用移位方法工具。

如

明文分组，按字符长度来分，每5个字母分一组。

并将各组内的字符的顺序进行替换。

具体例子

纵栏式移项密码

先选择一个关键字，把原来的讯息由左而右、由上而下依照关键字长度转写成长方形。接着把关键字的字母依照字母集顺序编号，例如A就是1、B就是2、C就是3等。例如，关键字是CAT，明文是THE SKY IS BLUE，则讯息应该转换成这样：

C A T

3 1 20

T H E

S K Y

I S B

L U E

最后把讯息以行为单位，依照编号大小调换位置。呈现的应该是A行为第一行、C行为第二行、T行为第三行。然后就可以把讯息"The sky is blue"转写成HKSUTSILEYBE。

另一种移位式密码是中国式密码（英语：Chinese cipher），移位的方法是将讯息的字母加密成由右而左、上下交替便成不规则的字母。范例，如果明文是：THE DOG RAN FAR，则中国式密码看起来像这样:

R R G T

A A O H

F N D E

密码文将写成：RRGT AAOH FNDE

绝大多数的移位式密码与这两个范例相类似，通常会重新排列字母的行或列，然后有系统的移动字母。其它一些例子包括Vertical Parallel和双移位式（英语：Double Transposition）密码。

更复杂的算法可以混合替代和移位成为积密码（product cipher）；现代资料区段密码像是DES反复位移和替代的几个步骤。

行数=栏数

明文，分为N栏（N行）按照明文本来的顺序，竖着从上往下填。

【实例1】

明文123456

栏数2（行数2）

密文135246

135

246

拆成2行（2栏），竖着看密文——得到明文

【实例2】明文123456789abcdefghi栏数9（行数）--->密文1a2b3c4d5e6f7g8h9i

拆成9行竖着看密文.

1a

2b

3c

4d

5e

6f

7g

8h

9i

古典密码【栅栏密码安全度极低】组成栅栏的字母一般一两句话，30个字母。不会太多！加解密都麻烦

是指研究字母或者字母组合在文本中出现的频率。应用频率分析可以破解古典密码。

工具

在线词频分析 http://textalyser.net/

世界上最早的一种密码产生于公元前两世纪。是由一位希腊人提出的，人们称之为

棋盘密码，原因为该密码将26个字母放在5×5的方格里，i,j放在一个格子里，具体情

况如下表所示

1 2 3 4 5

1 a b c d e

2 f g h i,j k

3 l m n o p

4 q r s t u

5 v w x y z

这样，每个字母就对应了由两个数构成的字符αβ，α是该字母所在行的标号，β是列

标号。如c对应13，s对应43等。如果接收到密文为

43 15 13 45 42 15 32 15 43 43 11 22 15

则对应的明文即为secure message。

另一种具有代表性的密码是凯撒密码。它是将英文字母向前推移k位。如k=5，则密

文字母与明文与如下对应关系

a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z

F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E

于是对应于明文secure message，可得密文为XJHZWJRJXXFLJ。此时，k就是密钥。为了

传送方便，可以将26个字母一一对应于从0到25的26个整数。如a对1，b对2，……，y对

25，z对0。这样凯撒加密变换实际就是一个同余式

c≡m+k mod 26

其中m是明文字母对应的数，c是与明文对应的密文∑阅读更多星座解析资讯请关注:WWw.xzYuN.cc;)的数。

随后，为了提高凯撒密码的安全性，人们对凯撒密码进行了改进。选取k,b作为两

个参数，其中要求k与26互素，明文与密文的对应规则为

c≡km+b mod 26

可以看出，k=1就是前面提到的凯撒密码。于是这种加密变换是凯撒野加密变换的

推广，并且其保密程度也比凯撒密码高。

以上介绍的密码体制都属于单表置换。意思是一个明文字母对应的密文字母是确定

的。根据这个特点，利用频率分析可以对这样的密码体制进行有效的攻击。方法是在大

量的书籍、报刊和文章中，统计各个字母出现的频率。例如，e出现的次数最多，其次

是t,a,o,I等等。破译者通过对密文中各字母出现频率的分析，结合自然语言的字母频

率特征，就可以将该密码体制破译。

鉴于单表置换密码体制具有这样的攻击弱点，人们自然就会想办法对其进行改进，

来弥补这个弱点，增加抗攻击能力。法国密码学家维吉尼亚于1586年提出一个种多表式

密码，即一个明文字母可以表示成多个密文字母。其原理是这样的：给出密钥

K=k[1]k[2]…k[n]，若明文为M=m[1]m[2]…m[n]，则对应的密文为C=c[1]c[2]…c[n]。

其中C[i]=(m[i]+k[i]) mod 26。例如，若明文M为data security，密钥k=best，将明

文分解为长为4的序列data security，对每4个字母，用k=best加密后得密文为

C=EELT TIUN SMLR

从中可以看出，当K为一个字母时，就是凯撒密码。而且容易看出，K越长，保密程

度就越高。显然这样的密码体制比单表置换密码体制具有更强的抗攻击能力，而且其加

密、解密均可用所谓的维吉尼亚方阵来进行，从而在操作上简单易行。该密码可用所谓

的维吉尼亚方阵来进行，从而在操作上简单易行。该密码曾被认为是三百年内破译不了

的密码，因而这种密码在今天仍被使用着。

古典密码的发展已有悠久的历史了。尽管这些密码大都比较简单，但它在今天仍有

其参考价值。

原始密码

是密码本身

移位密码

替代密码

这是两种算法

将密码本身变化，难以破解

数字密码

顾名思义，就是用数字做为密码

比如

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