什么是凯撒加密法 (凯撒加密算法的密钥空间大小)

2023-03-04 18:35:40 密语知识 思思

简单的说,就是位移加密。

比如你的密码是ABCDE

然后设置凯撒密码的偏移量为3的话

那加密之后的密码就是DEFGH

凯撒加密算法(最简单的对称加密)

凯撒密码是罗马扩张时期朱利斯• 凯撒(Julius Caesar)创造的,用于加密通过信使传递的作战命令。它将字母表中的字母移动一定位置而实现加密。例如如果向右移动 2 位,则 字母 A 将变为 C,字母 B 将变为 D,…,字母 X 变成 Z,字母 Y 则变为 A,字母 Z 变为 B。

因此,假如有个明文字符串“Hello”用这种方法加密的话,将变为密文: “Jgnnq” 。而如果要解密,则只要将字母向相反方向移动同样位数即可。如密文“Jgnnq”每个字母左移两位 变为“Hello” 。这里,移动的位数“2”是加密和解密所用的密钥。

该程序既可用于加密又可用于解密。只要传入明文和偏移量即可加密,解密需要传入密文和负的偏移量就可以解密。

输出的结果:

凯撒密码由于加解密比较简单,密钥总共只有 26 个,攻击者得到密文后即使不知道密钥,也可一个一个地试过去,最多试 26 次就可以得到明文。

这里不光根据 offset 偏移进行加密,还加上了字符所在的下标进行混合加密。

输出的结果:

凯撒加密法

 凯撒加密法的替换方法是通过排列明文和密文字母表,密文字母表示通过将明文字母表向左或向右移动一个固定数目的位置。例如,当偏移量是左移3的时候(解密时的密钥就是3):

明文字母表:ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

密文字母表:DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC

使用时,加密者查找明文字母表中需要加密的消息中的每一个字母所在位置,并且写下密文字母表中对应的字母。需要解密的人则根据事先已知的密钥反过来操作,得到原来的明文。例如:

明文:THE QUICK BROWN FOX JUMPS OVER THE LAZY DOG

密文:WKH TXLFN EURZQ IRA MXPSV RYHU WKH ODCB GRJ

凯撒加密法的加密、解密方法还能够通过同余的数学方法进行计算。首先将字母用数字代替,A=0,B=1,...,Z=25。此时偏移量为n的加密方法即为:

En(x)=(x+n)mod26{\displaystyle E_{n}(x)=(x+n)\mod 26}

解密就是:

Dn(x)=(x−n)mod26{\displaystyle D_{n}(x)=(x-n)\mod 26}

恺撒密码表是什么?

恺撒密码表是一种代换密码。据说凯撒是率先使用加密函的古代将领之一,因此这种加密方法被称为恺撒密码。凯撒密码作为一种最为古老的对称加密体制,在古罗马的时候都已经很流行,他的基本思想是:通过把字母移动一定的位数来实现加密和解密。明文中的所有字母都在字母表上向后(或向前)按照一个固定数目进行偏移后被替换成密文。

在密码学中,凯撒密码(或称恺撒加密、恺撒变换、变换加密)是一种最简单且最广为人知的加密技术。它是一种替换加密的技术。这个加密方法是以恺撒的名字命名的,当年恺撒曾用此方法与其将军们进行联系。

恺撒密码通常被作为其他更复杂的加密方法中的一个步骤,例如维吉尼亚密码。恺撒密码还在现代的ROT13系统中被应用。但是和所有的利用字母表进行替换的加密技术一样,恺撒密码非常容易被破解,而且在实际应用中也无法保证通信安全。

古罗马随笔作家修托尼厄斯在他的作品中披露,凯撒常用一种“密表”给他的朋友写信。这里所说的密表,在密码学上称为“凯撒密表”。用现代的眼光看,凯撒密表是一种相当简单的加密变换,就是把明文中的每一个字母用它在字母表上位置后面的第三个字母代替。古罗马文字就是现在所称的拉丁文,其字母就是我们从英语中熟知的那26个拉丁字母。

什么是凯撒编码?

凯撒加密(Caesar cipher)是一种简单的消息编码方式:它根据字母表将消息中的每个字母移动常量位k。举个例子如果k等于3,则在编码后的消息中,每个字母都会向前移动3位:a会被替换为d;b会被替换成f;依此类推。字母表末尾将回卷到字母表开头。于是,w会被替换为z, x会被替换为a。在解码消息的时候,每个字母会反方向移动同样的位数。

朱丽叶斯.凯撒在他的一些机密政府通信中真正用到了这种加密。遗憾的是,凯撒加密相当容易被破解。字母的移动只有26种可能;要破解密码,只需尝试各种密钥值,直到有一种可行即可。使用重复密钥(repeating key)可以对这种编码技术做出改进,这时不再将每个字母移动常位数,而是利用一列密钥值将各个字母移动不同的位数。如果消息长于这列密钥

值,可以从头再次使用这列密钥。例如,假设密钥值为:3 1 7 4 2 5

则第1个字母会移动3位,第2个字母会移动1位,依此类推,将第6个字母移动5位之后,我们会从头再次使用这列密钥。于是第7个字母会移动3位,第8个字母会移动1位。反之解码的过程类似。