詳解維熱納爾密碼

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寫在前面：本文所有的密碼資料不是原創(chuàng)，但為了更加簡(jiǎn)潔的介紹此密碼，本人用自己的語(yǔ)言對(duì)密碼進(jìn)行了解釋，這樣能讓大家更好的掌握。以下內(nèi)容全部為本人親手輸入。

本文介紹的是維熱納爾密碼，這是由意大利佛羅倫薩的里昂巴蒂斯特•阿爾伯特提出的一種多字母的替換式密碼，關(guān)鍵是，用兩個(gè)或兩個(gè)以上的密碼表交替使用來(lái)進(jìn)行加密，經(jīng)過(guò)后人的努力，最終維熱納爾密碼成型。其主要構(gòu)成是維熱納爾方陣：

它的明碼表后有26個(gè)密碼表，每個(gè)表相對(duì)前一個(gè)發(fā)生一次移動(dòng)。簡(jiǎn)單說(shuō)，如果只用其中一個(gè)密碼表進(jìn)行加密，那就是凱撒密碼！但是，如果用方陣中不用的幾個(gè)字母同時(shí)加密，它就變得很強(qiáng)大了。本人來(lái)舉個(gè)例子，用關(guān)鍵詞FOREST來(lái)加密Better to do well than to say well.

（看維熱納爾方陣第5行，是F開頭，明文是b，所以用G來(lái)加密；同理，第14行，O開頭，明文是e，所以用S來(lái)加密，如此類推……）

大家會(huì)想，維熱納爾密碼既客服了頻率分析，又具有數(shù)目眾多的密鑰，發(fā)送者和接受者可以使用字典任何一個(gè)單詞，或詞組，甚至是虛構(gòu)的單詞作為關(guān)鍵詞來(lái)加密，那如此復(fù)雜的密碼，我們?cè)趺慈テ平饽兀看嗣艽a流行于19世紀(jì)，不過(guò)，也正是在19世紀(jì)，查爾斯•巴比奇，一個(gè)性格古怪的天才將其破解了。

讓我們來(lái)看看解密的過(guò)程。

首先，看看剛才那段被加密的文字。

認(rèn)真觀察可以看到，to兩次被加密為YC，因?yàn)樗鼉纱味际怯肍O來(lái)進(jìn)行加密的，關(guān)鍵詞正好輪回了2此，而這種重復(fù)，就是解開維熱納爾密碼的突破點(diǎn)。

導(dǎo)致這種重復(fù)，有兩種可能。

1、明文中的相同字母序列（如上面的to），被相同的關(guān)鍵詞加密（如FO）；
2、明文中不同的字母序列，剛好被不同的關(guān)鍵詞加密成同樣的密文，純屬巧合。

但是，假如我們限制在長(zhǎng)序列的范圍內(nèi)考慮的話，那第二種可能性就大大的降低了，這種情況下，我們多數(shù)考慮4個(gè)字母或者4個(gè)以上的重復(fù)序列。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

在這里面，重復(fù)的長(zhǎng)序列有ISWZPNQCKM，BGDL，SEEFURZFSWDP，JGGC，LKUQQAFJQYWHPJ，VFAHLTLL等。

破譯的第二個(gè)關(guān)鍵在于，確定關(guān)鍵詞的長(zhǎng)度。說(shuō)到這，讓我們先看看最開始那個(gè)短的加密文字：

第一個(gè)YC出現(xiàn)后到第二個(gè)YC的結(jié)尾一共有12個(gè)字母（U S O X Q Z K L S G Y C），那么密鑰的長(zhǎng)度就是12的約數(shù)！即1、2、3、4、6、12之中的一個(gè)（其中1可以排除，因?yàn)槿绻P(guān)鍵詞的長(zhǎng)度是1個(gè)字母的話，那就成了簡(jiǎn)單的凱撒密碼了）。

OK，讓我們?cè)俅位氐介L(zhǎng)的這段文字。ISWZPNQCKM間隔是36個(gè)字母，BGDL間隔是93個(gè)字母，SEEFURZFSWDP間隔是45個(gè)字母，JGGC間隔是24個(gè)字母，LKUQQAFJQYWHPJ間隔是18個(gè)字母等。

很顯然，每個(gè)重復(fù)的間隔都能被3整除，所以關(guān)鍵詞應(yīng)該有3個(gè)字母。

下一步，頻率分析，但是因?yàn)殛P(guān)鍵詞有3個(gè)字母，所以我們把整個(gè)長(zhǎng)的密文分成3組。把第1、4、7、10、13……個(gè)字母分為一組，暫且稱之為L(zhǎng)1，把第2、5、8、11、14……個(gè)字母分為第二組，稱之為L(zhǎng)2，余下的自然就是第三組，稱之為L(zhǎng)3。數(shù)數(shù)每組的字母?jìng)€(gè)數(shù)，每組169個(gè)字母。

接下來(lái)，需要先做一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)頻率的分布表，我們用169乘以每個(gè)字母的標(biāo)準(zhǔn)百分比，如字母A，169*8.2%=14（結(jié)果四舍五入）。

那么由各個(gè)字母的標(biāo)準(zhǔn)頻率（單位：%）：

A:8.2   B:1.5   C:2.8   D:4.3   E:12.7   F:2.2
G:2.0   H:6.1   I:7.0   J:0.2   K:0.8    L:4.0
M:2.4   N:6.7   O:7.5   P:1.9   Q:0.1    R:6.0
S:6.3   T:9.1   U:2.8   V:1.0   W:2.4    X:0.2
Y:2.0   Z:0.1

計(jì)算得到標(biāo)準(zhǔn)字母?jìng)€(gè)數(shù)（單位：個(gè)）：

A:14   B:3   C:5   D:7   E:21   F:4
G:3    H:10  I:12  J:0   K:1    L:7
M:4    N:11  O:13  P:3   Q:0    R:10
S:11   T:15  U:5   V:2   W:4    X:0
Y:3    Z:0

根據(jù)上面得到的數(shù)據(jù)，用26字母作橫坐標(biāo)，個(gè)數(shù)作為縱坐標(biāo)，做散點(diǎn)圖。見下圖：

然后，讓我們先統(tǒng)計(jì)L1中169個(gè)字母出現(xiàn)的次數(shù)：

A:22   B:1   C:0   D:10  E:10   F:9
G:7    H:2   I:9   J:0   K:11   L:0
M:14   N:1   O:1   P:5   Q:16   R:5
S:2    T:7   U:14  V:1   W:1    X:2
Y:5    Z:14

同理，做出L1的散點(diǎn)圖：

與標(biāo)準(zhǔn)圖對(duì)比一下：

我們發(fā)現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)頻率和L1的頻率都有峰值、平穩(wěn)期和低谷。他們之間的區(qū)別在于相互錯(cuò)開了一些位置，比較兩者應(yīng)該可以找到最顯著地特征。

例如，L1圖表中A-F這一段，A的峰值過(guò)后是低谷，特別是C沒有出現(xiàn)，然后是一段平穩(wěn)期，這與標(biāo)準(zhǔn)頻率中的O-T段比較吻合。

再看，標(biāo)準(zhǔn)頻率中，O的前面I-N這段和L1中U-Z的這段也大致吻合。（說(shuō)的是大致，不是非得一模一樣，請(qǐng)注意。）

又看看，L1曲線中，J和L得缺失，可以與標(biāo)準(zhǔn)曲線中X和Z得缺失相對(duì)應(yīng)，L1曲線中M-O這段應(yīng)該就是標(biāo)準(zhǔn)曲線中A-E這段。

這就暗示著L1的密碼表是有M、N、O、P……開始的，把L1的圖形向左平移12個(gè)單位再去標(biāo)準(zhǔn)頻率曲線對(duì)比：

位移后的L1曲線。
標(biāo)準(zhǔn)字母曲線。

由此而知，關(guān)鍵詞的第一個(gè)字母是M！（備注：一些誤差是在所難免的，比如說(shuō)K替換Y，兩者在圖標(biāo)上比較起來(lái)好像很不符合，但整體趨勢(shì)差不多，所以我們要懂得忽略。）

繼續(xù)，我們來(lái)統(tǒng)計(jì)L2中的169個(gè)字母出現(xiàn)的次數(shù)：

A:1    B:0   C:12  D:11  E:14   F:7
G:1    H:6   I:0   J:12  K:0    L:10
M:3    N:2   O:3   P:18  Q:3    R:5
S:13   T:5   U:1   V:2   W:7    X:5
Y:12   Z:16

畫出L2的曲線：

大家應(yīng)該留意到F-K，L-P，Z-A-E這些連續(xù)段的特助，考慮把圖標(biāo)左移11位，得：

位移后的L2曲線。

我們?cè)俅钨N出標(biāo)準(zhǔn)頻率圖，讓大家對(duì)照下。

標(biāo)準(zhǔn)字母曲線。

所以，我們可以確定關(guān)鍵詞的第二個(gè)字母是L！

最后，我們用同樣的方法可以確定關(guān)鍵詞的第三個(gè)字母是S，至此，我們得到整個(gè)關(guān)鍵詞——MLS。

得到關(guān)鍵詞就一切都解開了，反向套用維熱納爾方陣，得到明文，如下：

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

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... - -#  崇拜下~

看見密碼就頭大....

不過(guò)既然有詳解，值得學(xué)習(xí)一下

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占板凳

頻率分析對(duì)于長(zhǎng)篇密文的確非常好用

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理論知識(shí)對(duì)于一名偵探來(lái)說(shuō)也很重要。

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..LZ辛苦了

2957

世界上沒有最安全的密碼～

4679

想當(dāng)年，我寫過(guò)一篇全是密碼的小說(shuō)，里面有一段長(zhǎng)的文字，就是用維熱納爾密碼來(lái)加密的，加密花了我?guī)讉€(gè)小時(shí)，然后自己去破譯又花了幾個(gè)小時(shí)。

4669

厲害，只是這種理論知識(shí)我真的犯暈，而且，本人接觸密碼還沒幾天，看樣子要走的路還很長(zhǎng)啊！

3494

最慘的就是密鑰我學(xué)來(lái)學(xué)去也不明白。

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  9#  冷月夕靜


你哪里看不明白？
我可以詳細(xì)解釋下。