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維吉尼亞密碼,轉載

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匿名
發表于 2022-5-21 18:15:48 | 2022-9-17 12:39編輯 發帖際遇
四樓有新內容。。。。。

維吉尼亞密碼(Vige nere Cipher)簡介:
  大家熟知, 早前的單一的凱撒密碼保密性能是十分的差的, 因此人們在單一的凱撒密碼的基礎上擴展出了多表密碼, 稱之為維吉尼亞密碼. 它是由16世紀法國亨利三世王朝的不萊塞-維吉尼亞發明的. 關于維吉尼亞的密碼的歷史我這里就不做多的介紹了, 有興趣的朋友可以在互聯網上搜索相關文獻查看.
  維吉尼亞密碼的特點是將26個凱撒密碼表(也即我們常用的Z26)合成一個表.
  
  如下:
  
  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
  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 A
  C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B
  D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C
  E 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
  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
  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 F
  H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G
  I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H
  J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I
  K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J
  L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K
  M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L
  N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M
  O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N
  P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O
  Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P
  R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q
  S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R
  T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S
  U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T
  V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U
  W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V
  X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W
  Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X
  Z 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
  
  
  這樣我們就從傳統的單表替換擴展到了多表替換了.  
  
  引入一個概念:秘匙
  
  在前面的凱撒移位密碼和仿射密碼中, 我們同樣引入了秘匙的概念, 不過那里的秘匙只是一個或兩個數字. 而在這里的秘匙是一個更為廣義上的秘匙.
  它是一個串. 不在局限于一個或兩個整數.
  
維吉尼亞密碼的原理:
  
  比如明文為JACKOZOO, 秘匙為LOVE, 則我們的密文是這樣得到的:
  
  
  J對應的密文我們查秘匙為L, 則在第L行中, 找到與第一行中的J對應的字母為 U.
  A對應的密文我們查秘匙為O, 則在第O行中, 找到與第一行中的A對應的字母為 O.
  C對應的密文我們查秘匙為V, 則在第V行中, 找到與第一行中的C對應的字母為 X.
  K對應的密文我們查秘匙為E, 則在第E行中, 找到與第一行中的K對應的字母為 O.
  O對應的密文我們查秘匙為L, 則在第L行中, 找到與第一行中的O對應的字母為 Z. (如果秘匙不夠了,我們就循環使用秘匙, LOVELOVELO ... )
  Z對應的密文我們查秘匙為O, 則在第O行中, 找到與第一行中的Z對應的字母為 N.
  O對應的密文我們查秘匙為V, 則在第V行中, 找到與第一行中的O對應的字母為 J.
  O對應的密文我們查秘匙為E, 則在第E行中, 找到與第一行中的O對應的字母為 S.
  
  由此得到JACKOZOO在以LOVE作為秘匙的情況下, 其密文為: UOXOZNJS.
  
  
  我們看到維吉尼亞密碼也很好地隱藏了字頻信息.
  但是這里不得不提的是, 維吉尼亞密碼(Vigenere Cipher)相對于希爾密碼(Hill Cipher)來說, 其對字頻信息的隱藏還不夠徹底.
  這也導致了在19世紀50年代, 英國人查爾斯-巴貝奇對其的破解. 其實其破解的基本思想如下:
  比如在密文中, 經常出現了同一個子串(比如UPK), 而且每個字串之間的距離都是3的整數倍. 那么解密者就很容易推測出秘匙的長度為3. 其原因也是十分簡單的:
  當秘匙在重復了N次之后, 其還是用第一個字母去加密UPK相應的明文. 尤其是對THE, YOU, WHAT 這類高頻詞匯當使用了弱秘匙的話,更容易遭受破解. 關于維吉
  尼亞密碼的具體破解工作, 不在本文范圍之內, 有興趣的朋友可以自行研究.
  
  
  以上介紹的是維吉尼亞密碼的加密, 解密的話, 直接找出相應行在第一行中對應的字母即可.
  
  
  通過對維吉尼亞密碼原理的學習, 我們不難發現用計算機語言寫出維吉尼亞的算法也是很簡單的一件事情.
  
  加密:
  
  


代碼:
        nMLen = strlen(szM);
        nKLen = strlen(szK);
  
  
  解密:
  
代碼:
        nLLen = strlen(szL)
        nKLen = strlen(szK)

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| 發表于 2022-5-21 18:16:42 發帖際遇
很多人講過了,感謝分享
1 | 發表于 2022-5-21 18:19:28
好長,先收藏了在慢慢看
1 | 發表于 2022-5-21 18:22:43 | 來自小霸王手機 發帖際遇
仿射密碼破解方法


仿射密碼簡介:
仿射密碼和移位密碼一樣, 也是一種替換密碼. 不同的是, 移位密碼中, 我們使用的是模n加; 而在下面的仿射密碼中, 我們使用的上一節中介紹的模n乘. 在安全性方面, 仿射密碼同移位密碼一樣, 都是極其差的, 不僅因為他們的原理簡單, 更要命的是這兩種替換密碼沒有隱藏明文的字頻信息, 這很容易導致破解者輕易的攻破.


放射密碼中的一些概念:

1) 明密文字母表為Z26
2) 秘匙 K = (a,b) ∈ Z26_ × Z26 . 其中Z26_ 表示小于26且與26互素(或叫互質)的正整數的集合,這點非常重要的.
3) 加密變換為 y = (ax + b) mod 26 ;

很簡單?(呵呵, 先別急.) 我們先來引入一個定義.

大家知道, 好多東西都有逆, 大家讀小學時都知道,兩個數相乘乘機為1,則互為倒數, 其實是最簡單的逆. 后來, 我們到了高中, 我們學習了逆函數; 到了大學, 我們學習線性代數, 知道兩個矩陣的乘積為單位矩陣的話, 則這兩個矩陣互為逆矩陣.
現在我跟大家介紹另一種逆. 叫模逆. 其實很好理解的, 如下:
若a,b兩數的乘積對正整數n取模的結果為1. 則稱a,b 互為另外一個的模逆.
比如:
3*7 = 21; 21 % 20 = 1 ; 所以3,7 互為 20 的 模逆.
9*3 = 27; 27 % 26 = 1 ; 所以9,3 互為 26 的 模逆.

如何標記?

若a,b互為n的模逆 , 即b 為a 的模n的逆元 , 則記 b 為 a-1mod n (這里沒公式編輯器, a-1中的-1在右上角, 見諒了呵呵).

看了上面的定義, 我們知道:
只有當 a 與 n 互素的時候, a 才是有模逆的. 其他情況下是不存在模逆的, 比如 2 對26 就沒有模逆. 這是個很簡單的數學問題, 大家動下手, 畫幾筆就清楚了.我就不多羅嗦了.

[思考] 大家能快速的求出11對123的模逆嗎? (放心,11和123是互素的.)

可能大家會這樣想:

設其模逆為 b , 則 必定存在一個整數 t , 使得等式 11b = 123t + 1 成立.

我們再變化一下, 也即所求為 必須使得 (11b - 1) % 123 = 0 恒成立.

到了這里, 如果使用筆算對b從2開始依次遞加窮舉的話,將會非常辛苦, 若將123換成一個更大一點的數, 用筆算窮舉更是不可能的.

聰明你的肯定想說, 寫個程序算就行了啊. 不錯, 寫個程序幫我們窮舉的確很棒, 充分發揮了計算機的作用.

但這里, 我介紹給大家另外一種巧妙的方法 ---- 擴展歐幾里德變換:

123 = 1*123+ 0*11
11 = 0*123+ 1*11 |11
2 = 1*123+ (-11)*11 |5
1 = (-5)*123+ 56*11


聰明的你, 一定看出來了吧. 對! 我們將123和11都表示成 x * 123 + y * 11 的 格式, 然后相減, 在最右側一欄寫上每次減去的被減數的倍數. 依次進行, 知道減數變為1為止. 然后我們取第三列的最下面的一個數, 再對123 取模 即得11 對123的模逆.
對于這個變換, 不清楚的朋友,我勸你們最好動筆畫幾下. 那樣比我在這里說的起作用的多.嘿嘿~~


這個算法的好處:
我們編寫這個算法的程序去求任何模逆都是非常高效的, 它幫我們以及CPU都節省了不少時間.

為了加深理解, 來看一個例子:

[例子] :求 1211對13211的模逆 .

13211 1 0 //這一行的1和0是固定的.
1211 0 1 |10 //這一行0和1也是固定的, 后面的10是13211減掉的1211的倍數.意思為減掉10個1211.
1101 1 -10 |1 //第一個1為上一行的第二個1抄下來;-10 = 0 - 1*10 (上一行的算這一行的);后面的1依然為減掉的倍數.
110 -10 11 |10 //-10 為帶抄下來, 11 = 1 - (-10) *1 , 10 為倍數.
1 -120 //很快就到1了, 這時的 -120 就是我們要的.

-120 % 13211= 13091 即為 1211 對13211 的模逆. 怎么樣? 不錯吧. 呵呵.

我們可以用如下一段小程序來完成模逆的計算:
int Moni(int a,int n)
{
int p=a,q=n, t;
int x = 0, y = 1, z = (int)q/p;
while(1 != p && 1 != q)
{
t = p;
p = q % p;
q = t;
t = y;
y = x - y*z;
x = t;
z = (int) q/p;
}
y = y%n;
if (y<0)
{
y += n;
}
return y;
}


[再來看仿射]

剛才費了這么大的勁, 介紹了模逆, 還是為了在給仿射密碼的解密打地基.
我們看上面的放射密碼的加密公式 : y = (ax + b) mod 26 .
根據簡單的數論知識, 我們知道其解密變換為: x = a-1(y-b) mod 26 .(其中a-1中-1在右上角, 為a對26的模逆).
也即 x = a對26的模逆與(y-b)相乘后的積再對26取模, 最終結果即為解密后的內容.

下面我們來看一個實例:

[例子] 已知仿射密碼中密文為JACKOZOO ,字母表為Z26, 秘匙 K = (11,7) , 試解密.

解: 先求11對26的模逆: 11-1mod26 = 19 .
故解密變換為: x = 19(y-7) mod 26 ;
由 JACKOZOO
---> 9 0 2 10 14 25 14 14
---> 12 23 9 5 3 4 3 3
---> M X J F D E D D

所以明文為: MXJFDEDD.


好了, 仿射密碼的理論介紹就到這里.
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由維吉尼亞密碼說起
人們在單一愷撒密碼的基礎上擴展出多表密碼,稱為“維吉尼亞”密碼。它是由16世紀法國亨利三世王朝的布萊瑟·維吉尼亞發明的,其特點是將26個愷撒密表合成一個,見下表:

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

  A -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

  B -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 A

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

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

  E -E 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

  F -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

  G- 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 F

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

  Z -Z 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

  維吉尼亞密碼引入了“密鑰”的概念,即根據密鑰來決定用哪一行的密表來進行替換,以此來對抗字頻統計。假如以上面第一行代表明文字母,左面第一列代表密鑰字母,對如下明文加密:

  TO BE OR NOT TO BE THAT IS THE QUESTION

  當選定RELATIONS作為密鑰時,加密過程是:明文一個字母為T,第一個密鑰字母為R,因此可以找到在R行中代替T的為K,依此類推,得出對應關系如下:

  密鑰:RELAT IONSR ELATI ONSRE LATIO NSREL

  明文:TOBEO RNOTT OBETH ATIST HEQUE STION

  密文:KSMEH ZBBLK SMEMP OGAJX SEJCS FLZSY

  歷史上以維吉尼亞密表為基礎又演變出很多種加密方法,其基本元素無非是密表與密鑰,并一直沿用到二戰以后的初級電子密碼機上。

  公元16世紀晚期,想要獲得更高的保密度的人獲得了一種設計更加精細的密碼表。

  法國外交家Blaise de Vigenère發明了一種方法來對同一條信息中的不同字母用不同的密碼進行加密。這樣,同樣的E在一個位置可能被M所取代,而在另一個位置的E則有可能以K的面目出現。這樣,就可以防止任何人利用頻率分析法解密該條信息。

  維熱納爾密碼表

  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

  A 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

  B 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 A

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

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

  E E 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

  F 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

  G 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 F

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

  Z Z 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

  在維熱納爾(Vigenère)的密碼中,發件人和收件人必須使用同一個關鍵詞(或者同一文字章節),這個關鍵詞或文字章節中的字母告訴他們怎么樣才能前后改變字母的位置來獲得該段信息中的每個字母的正確對應位置。比如如果關鍵字“BIG”被使用了,發件人將把信息按三個字母的順序排列。第一個三字母單詞的第一個字母將應當向前移動一個位置(因為B是排在A后面的字母),第二個字母需要向后移動8位(I是A后面第8個字母),而第三個字母需要向前移動6位(G是A后面第6個字母)。然后,文字就可以按下面的順序來進行加密了:

  未加密文字:THE BUTCHER THE BAKER AND THE CANDLESTICK MAKER。(屠夫、面包師和蠟燭匠)。

  關鍵密鑰:BIG BIGBIGB IGB IGBIG BIG BIG BIGBIGBIGBI GBIGB

  加密文字:UPK CCZDPKS BNF JGLMX BVJ UPK DITETKTBODS SBSKS

  如果知道“BIG”就是密鑰,收件人就可以很容易地通過相應的位置改變字母位置,從而譯出經過加密的文字。

  很多年以來,維熱納爾(Vigenère)密碼都被認為是不可破解的,但查爾斯·巴貝奇(Charles Babbage),一個獨立的英國富人在19世紀50年代向人們展示了事實并非如此。順便提一句,這個人也因為其在計算機科學領域方面所進行的先鋒性工作而被世人所熟悉。巴貝奇(Babbage)通過尋找重復的字母段破解了這個密碼系統。當然,維熱納爾密碼的優勢在于這種密碼被假定為它將不同位置的字母進行不同的加密。比如同一段文字中的“THE” 可能在前面表現為“UPK”,但在后面則被表現為“BNF”。同樣,象“AKER”這樣的字母也會被進行不同的加密。但是,第一個和第三個“THE”都會被編碼為“UPK”。第一個“THE”中的“T”會用“B”來進行編碼,而第三個“THE”中的“T”也同樣是用“B”來編碼。發生這種情況是因為第三個 “THE”是排在第一個“THE”后面第21個字母,而3字密鑰BIG會在重復7次之后又回到了最開始。 在任何比密鑰要長得多的加密信息中,都會不可避免地出現類似這樣的重復。而一個解密者應該如何才能揭示加密文件的真正面目呢?比如,如果加密文字“UPK”出現了兩次,中間隔著21個字母,那么他就可以推斷出密鑰的長度是21的整除數。或者換種說法,他可以推斷出21是密鑰的倍數。(約數或稱除數是一個數字被除之后不會有余數。比如21的除數就是1、3、7和21。) 如果獲得了足夠多類似的線索,解密者就可以知道密鑰的確切長度。一旦他知道了密鑰長度,他就可以對加密信息進行日常頻率分析。注意,數學在解密工作中總是放在首位的:解密者首先會計算出密鑰的長度,這步工作甚至是在他要考慮密鑰的具體內容是什么之前所要做的。

  巴貝奇的獨具創意的技巧開創了一片密碼術的新田地,并且將數學工具引入到了以前被認為專屬于文字學的領域之中。即使一種編密碼系統沒有明確地使用數學,但其中隱藏的格式卻通常需要以數學的方式進行整理。

  自從頻率分析法出現后,單字母替換密碼完全失去了效用。因此,密碼編碼者想方設法去編一種更強大的密碼。一些編碼者對單字母替換密碼做了一些改動,如在編碼過程中,加入一些特殊的字符,或者令一些字母不代表另一個字母,而是代表一種程式,譬如是代表空格,代表刪去前一個字母,代表換行等。但這一切起的作用并不大,聰明的破譯師仍然能在里面找到許許多多破譯密碼的線索。直到有一天,佛羅倫薩的里昂巴蒂斯特·阿爾伯提提出了一種多字母替換密碼,即是用兩個或兩個以上的密碼表交替使用來進行加密,如:

  明碼表 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

  密碼表1 Q W E R T Y U I O P A S D F G H K J L Z X C V B N M

  密碼表2 E K P R J B D N C V O U H T Y W Z X M L A S F I G Q

  第一個密碼表加密第一個字母,第二個密碼表加密第二個字母,第一個密碼表又加密第三個字母,不斷地重復......那么:

  明文 F O R E S T

  密文 Y Y J J L L

  這樣,按原來的方法進行頻率分析就沒有什么作用了。這只是兩個密碼表時的情況,如果用三個,四個或以上的密碼表后,破譯就顯得非常非常困難。即使是這樣,阿爾伯提未能把他的理念發展成一個完整的系統。這個任務當然由后人完成了。經過幾個人的努力,最后,維熱納爾終于將其完善了。他編出了一個系統而有效的密碼。那就是維熱納爾密碼,其主要構成是維熱納爾方陣:

  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

  1 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 A

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

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

  4 E 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

  5 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

  6 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 F

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

  25 Z 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

  26 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

  它的明碼表后有26個密碼表,每個表相對前一個發生一次移位。如果只用其中某一個進行加密,那么只是簡單的愷撒移位密碼。但用方陣中不同的行加密不同的字母,它就是一種強大的密碼了。加密者可用第7行來加密第一個字母,再用第25行來加密第二個字母,然后根據第8行來加密第三個字母等。

  現在來試一下,就用關鍵詞FOREST來加密Better to do well than to say well.

  關鍵詞 F O R E S T F O R E S T F O R E S T F O R E S T F O R

  明 文 b e t t e r t o d o w e l l t h a n t o s a y w e l l

  密 文 G S K X W K Y C U S O X Q Z K L S G Y C J E Q P J Z C

  (看第5行,F開頭,明文是b,要用G來加密;第14行,O開頭,明文是e,要用S來加密,如此類推......)

  維熱納爾密碼既克服了頻率分析,又具有數目眾多的密鑰。發送者和接收者可使用字典里任一個單詞,或單詞組合,或虛構的詞作為關鍵詞。它提供了很好的安全保障,但它的復雜性,卻令其等到19世紀才流行起來。不過,也是在19世紀,查爾斯·巴比奇---一個性情古怪的天才將其破譯了。讓我們來看看解密的過程:

  首先,破譯的第一步就是尋找密文中出現超過一次的字母。有兩種情況可能導致這樣的重復發生。最有可能的是明文中同樣的字母序列使用密鑰中同樣的字母加了密;另外還有一種較小的可能性是明文中兩個不同的字母序列通過密鑰中不同部分加了密,碰巧都變成了密文中完全一樣的序列。假如我們限制在長序列的范圍內,那么第二種可能性可以很大程序地被排除,這種情況下,我們多數考慮到4個字母或4個以上的重復序列。

  破譯的第二步是確定密鑰的長度,又看看這一段先:

  關鍵詞 F O R E S T F O R E S T F O R E S T F O R E S T F O R

  明 文 b e t t e r t o d o w e l l t h a n t o s a y w e l l

  密 文 G S K X W K Y C U S O X Q Z K L S G Y C J E Q P J Z C

  第一個YC出現后到第二個YC的結尾一共有12個字母(U S O X Q Z K L S G Y C)

  那么密鑰的長度應是12的約數---1,2,3,4,6,12之中的一個(其中,1可排除)。

  如下面的密文:

  I S W Z P N Q C K M Y Y Y J K A Y Y E Z F F S W E E S S P G Z X Q A H F

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

  Q S W M C V U D S I J G G D E U W A Z R S F X W I L K U E J Q L D A C B

  G D L Y J X M Y L M D Q K Z M P L D I L Q E M W F S W D P A Z E Z Q N W

  D Y W D Z X F S A E E A Z J D U E L V P T M C E K W S E E F U R Z F S W

  D P X A C Q A F K M X W A W V E Z F S D B G D L A Y U Q X G D P E K W S

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

  Z O G R W A W P V U E Q A F J Q J G G C O M J Z A H Q A F K T J D K A D

  M N W P J G G C W K P K A Y E Q Z Z P T V K Z M Q G W D V F A H L T L L

  U S S P X A Z P G Z J G G O S D W A Z R K A E Z Q C W K Z M M C W I T L

  T E Z M E D A Z C A Y Q A F J R L U Q L K U Q Q A F J Q Y W H P J T F J

  F L K U Q Q A F J Q Y W H P J P Z O Z D Z M W D U M W F S W A Y W R Z J

  K Z M I S G B T F O S E E J G G D G R E D K M M F D M D P A R Q J A H F

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

  Y P J

  在里面重復序列有I S W Z P N Q C K M,B G D L,S E E F U R Z F S W D P,

  J G G C,L K U Q Q A F J Q Y W H P J,V F A H L T L L等;

  如果每個重復間隔都能被3整除,關鍵詞應該有三個字母。

  下一步,仍舊是頻率分析,不過,因為關鍵詞有三個字母,我們應分為三組進行。把第1, 4,7,10,13......個字母分為一組,稱之為L1,把第2,5,8,11,14......個字母又分為一組,稱之為L2,余下的歸另一組,稱之為L3。那么每一組有169個字母。

  現在先做一個標準頻率分布表:

  用169乘以各個字母的標準百分比,如字母A,169*8.2%=14。

  那么由標準頻率:

  A:8.2 N:6.7

  B:1.5 O:7.5

  C:2.8 P:1.9

  D:4.3 Q:0.1

  E:12.7 R:6.0

  F:2.2 S:6.3

  G:2.0 T:9.1

  H:6.1 U:2.8

  I:7.0 V:1.0

  J:0.2 W:2.4

  K:0.8 X:0.2

  L:4.0 Y:2.0

  M:2.4 Z:0.1

  得到標準個數:

  A:14 N:11

  B:3 O:13

  C:5 P:3

  D:7 Q:0

  E:21 R:10

  F:4 S:11

  G:3 T:15

  H:10 U:5

  I:12 V:2

  J:0 W:4

  K:1 X:0

  L:7 Y:3

  M:4 Z:0

  然后,統計L1的169個字母出現的次數,有:

  A:22 N:1

  B:1 O:1

  C:0 P:5

  D:10 Q:16

  E:10 R:5

  F:9 S:2

  G:7 T:7

  H:2 U:14

  I:9 V:1

  J:0 W:1

  K:11 X:2

  L:0 Y:5

  M:14 Z:14

  又作出L1的圖表(histogram),與標準圖表對比一下。標準頻率和L1的頻率都有峰值,平穩期和低谷。它們之間的區別在于相互錯開了一些位置,比較兩者應該可以尋找出最顯著的特征。例如,看L1圖表中A-F這一段,A的峰值過后是低谷,特別是C沒有出現,然后是一段平穩期,這與標準頻率中的O-T這一段相像;標準頻率中,O的前面I-N這一段和L1中U-Z一段也大致吻合;又看看,L1中,J和L的缺失應該就是標準頻率中X和Z的缺失,M-Q這一段應就是標準頻率中A-E這一段。這就暗示著L1的密碼表是由M,N,O,P......開始的。把L1的圖表向左平移12個單位再與標準頻率對比,整體來說差不多。由此可知,關鍵詞的第一個字母是M。(注意,一些誤差是在所難免的,如K替換Y,兩圖表比較起來好像不很符合,但整體來說是差不多的,我們就可忽略過去。)

  繼續下來,統計L2中169個字母出現的次數,可以確定關鍵詞的第二個字母是L。

  最后,用同樣的方法可確定關鍵詞的第三個字母是S。

  至此,得到整個關鍵詞是MLS。

  再用維熱納爾方陣將密文翻譯過來,得到明文:

  Whenever sang my songs

  On the stage on my own

  Whenever said my words

  Wishing they would be heard

  I saw you smiling at me

  Was it real or just my fantasy

  You'd always be there in the corner

  Of this tiny little bar

  My last night here for you

  Same old songs just once more

  My last night here with you

  Maybe yes maybe no

  I kind of liked it you're your way

  How you shyly placed your eyes on me

  Oh did you ever know

  That I had mine on you

  Darling so there you are

  With that look on your face

  As if you're never hurt

  As if you're never down

  Shall I be the one for you

  Who pinches you softly but sure

  If frown is shown then

  I will know that you are no dreamer

  現在再說說一些技巧:

  1.A-E段,U-Z段以及O-T段的特征比較顯著,可先從這些方面著手;

  2.如果一些字符串出現的頻率較多,不妨猜猜,特別要注意THE,-ING等的出現;

  3.要留意那些圖表中沒有出現的字母,很多時候也會是突破點,如X與Z的空缺;

  4.圖表最好還是做一下,畢竟比較直觀,好看
| 發表于 2022-5-21 18:24:34 發帖際遇
好,感謝分享
| 發表于 2022-5-21 18:26:23
先收藏了在慢慢看
| 發表于 2022-5-21 20:24:56 | 來自小霸王手機
感謝分享
| 發表于 2022-5-21 21:41:19
感謝分享,你什么時候變成古戶繪梨花了?
| 發表于 2022-5-22 01:08:59 | 發自安卓客戶端
感謝分享慢慢了解
| 發表于 2022-5-22 08:05:16 | 發自安卓客戶端
感謝分享(?′ω`?)
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