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。
波利比奥斯方阵
公元前2世纪,一个叫Polybius的希腊人设计了一种将字母编码成符号对的方法。他使用了一个称为Polybius的校验表。Polybius校验表由一个5行5列的网格组成,网格中包含26个英文字母,其中I和J在同一格中。相应字母用数对表示。在古代,这种棋盘密码被广泛使用。Polybius校验表如下:
假设我们需要发送明文信息“Hello”,找到H对应2行3列,则加密为23,e加密为15,以此类推,得到密文:2315 31 31 34。
ADFGX密码
1918年,第一次世界大战将要结束时,法军截获了一份德军电报,电文中的所有单词都由A、D、F、G、X五个字母拼成,因此被称为ADFGX密码。ADFGX密码是1918年3月由德军上校FritzNebel发明的,是结合了波利比奥斯方阵和置换密码的双重加密方案。ADFGX密码之所以选择ADFGX一个字母,是因为它们译成摩斯密码时不容易混淆,可以降低传输错误的机率。ADFGX密码表如下:
这样加密的话Hello的密文就是:DD XF AG AGDF。
ADFGVX密码
ADFGX密码发送含有大量数字的信息会有问题。 在1918年6月,又加入一个字母V扩充,变成以6×6格共36个字符加密,这使得所有英文字母(不再将I和J视为同一个字)以及数字0到9都可混合使用。ADFGVX是被法国陆军中尉Georges Painvin所破解的。
栅栏密码:就是将需要加密的明文分成N组,每组M个字母(每组字母数可等可不等,一般情况为相等),然后把每组的第I个字母连接在一起并加以整合,形成一行无规律字母序列,用以传送讯息的加密方法。 棋盘密码: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。
其特点如下:(1)密文中每两个数字被编做了一组;(2)所有数字本身均在1~5间浮动。
可以结合上述事实做如下猜想:(1)密文以数字代表明文中的字母,极有可能是一组数字表示一个字母;(2)英文有26个字母,应当是数字结合的关键。
应该都是一样的,都是2/(25*26).
首先要选出一个字母i,1/26,然后是放在放j的盒子里,1/25.先选j也是这样的,所以乘2。
根据明文和密钥区分。
由于ij同时出现的概率较低,所以同格。ij可以根据明文和密钥来区分。
棋盘密码是利用波利比奥斯方阵进行加密的密码方式,产生于公元前两世纪的希腊,相传是世界上最早的一种密码。