前言

虽然用近代密码学的观点来看,许多古典密码是很不安全的,或者说是极易破译的。但是我的不能忘记古典密码在历史上发挥的巨大作用。另外,编制古典密码的基本方法对于编制近代密码仍然有效,例如置换和代替的方法。

分类

置换密码

[tip type=”tip info” ]

明文的字母不变,但位置被打乱。

[/tip]

例如:把明文按行写入,最后读出密文,过程与结果如图:

https://s3.ax1x.com/2021/03/08/6QXBUH.png

代替密码

[tip type=”tip info ” ]

建立一个替换表(代替密码的密钥),加密时通过查表,将明文的每个字母依次替换为对应的字符,生成密文。

[/tip]

根据代替密码使用的替换表的个数,可以将代替密码分为 单表代替密码多名码代替密码多字母代替密码多表代替密码

单表代替密码(简单替代密码):一个明文字符对应个密文字符。常见单表代替密码:加法密码乘法密码仿射密码

  • 加法密码:映射函数 f(ai)=bi=aj,j=i+k mod n,k 是正整数且0<k<n。常见的加法密码是 Cacsar(凯撒密码)
  • 乘法密码:映射函数 f(ai)=bi=aj,j=i×k mod n,其中 k 和 n 是 互素的。
  • 仿射密码:映射函数 f(ai)=bi=aj,j=(ak1+k0) mod n,其中 k1 和 n 是 互素的。

多名代替密码:单个字符可以映射成密文的多个字符之一。例如:X可对应1、15或·6,Y可对应9、51或82等。

多字母代替密码:字符块被成组加密。如:XYX对应ARP,CDD对应GOI等。

多表代替密码:使用从明文字母到密文字符的多个映射,每个映射是像简单代替密码中的一对一映射。

破译方法

[tip type=”tip success” ]

1. 穷举分析攻击

2. 统计分析攻击

[/tip]

单表代替密码分析

  • 加法密码:密钥空间太小,经不起穷举攻击
  • 乘法密码:比加法密码还弱,密钥空间太小,经不起穷举攻击
  • 密钥词语代替密码:密钥词语的选择是随机的,以字母表为例,有26!种可能,很难进行穷举攻击,因此使用统计分析攻击

密钥词语单表代替密码的统计分析

  • 任何自然语言都有自己的统计规律。
  • 如果密文中保留了明文的统计特征,就可用统计方法攻击密码。
  • 由于单表代替密码只使用一个密文字母表,一个明文字母固定的用一个密文字母来代替,所以密文的统计规律与明文相同。
  • 因此,单表代替密码可用统计分析攻破。

英语的统计规律

每个单字母出现的频率稳定
最高频率字母 E
次高频率字母 TAOINSHR
中高频率字母 DL
低频率字母 CUMWFGYPB
最低频率字母 VKJXQZ

频率最高的双字母组
TH HE IN ER AN RE ED ON ES ST EN AT TO NT HA ND QU EA NG AS OR TI IS ET IT AR TE SE HI OF

频率最高的三字母组
THE ING AND HER ERE ENT THA ETH FOR DHT HAT SHE JON HIS VER
其中THE的频率是NG的的3倍

英文单词以E,S,D,T为结尾的超过一半。
英文单词以T,A,S,W为起始字母的约占一半。??还有其它统计规律

[tip type=”tip success” ]

经得起统计分折是近代密码的基本要求!!

[/tip]