维吉尼亚算法如果仅仅作用于字符集在A到Z a到z,0到9这样的范围,就叫对“英文文本”实施加密
这个英文文本的范围,A到Z等于字节值65到90, a到z等于字节值97到122,0到9等于字节值48到57。中间是断续的几个区间
算法如果改动一下,把字符集扩大到0到255,相当于对256个字母重新编排密码本,而不局限于英文文本的26个字母。这样就能对一个字节的所有情况进行加密。能对字节加密,所有的文件都以字节为基本存储单位,也就实现了对任何文件、任何数据的加密。
如果之前英文文本的处理是自己写的,稍加改动就能变成处理256个字母。
维吉尼亚密码引入了“密钥”的概念,即根据密钥来决定用哪一行的密表来进行替换,以此来对抗字频统计。假如以上面第一行代表明文字母,左面第一列代表密钥字母,对如下明文加密:
TO BE OR NOT TO BE THAT IS THE QUESTION
当选定RELATIONS作为密钥时,加密过程是:明文一个字母为T,第一个密钥字母为R,因此可以找到在R行中代替T的为K,依此类推,得出对应关系如下:
密钥:RE LA TI ONS RE LA TION SR ELA TIONSREL
明文:TO BE OR NOT TO BE THAT IS THE QUESTION
密文:KS ME HZ BBL KS ME MPOG AJ XSE JCSFLZSY
与凯撒密码类似,进行一下运算两次即可
维吉尼亚密码是以法国外交官、密码学家布莱斯·德·维吉尼亚的名字命名的,不过不是他本人发明的。
【加密原理】
维吉尼亚密码是在凯撒密码的基础上产生的一种加密方法,它将凯撒密码的全部25种位移排序为一张表,与原字母序列共同组成26行26列的密码表。
除了密码表,还必须有一个密钥。密钥由字母组成,最少一个字母,最多可与明文字母数相等。如果密钥只有1个字母,相当于就是凯撒密码。举个例子:
明文:I Love You
密钥:OK
首先,密钥长度需要与明文长度相同,如果少于明文长度,则重复拼接直到长度相等。本例中,明文长度为8个字母(非字母忽略),密钥补全为“OKOKOKOK”。
然后根据密码表进行加密。明文第一个字母是“I”,密钥第一个字母是“O”,在表格中找到“I”列与“O”行的相交点,字母“W”就是密文的第一个字母。同理,“L”列与“K”行交点字母是“V”。“O”列与“O”行交点字母是“C”……以此类推,得到密文: W VCFS ICE。
【解密原理】
密文:PWZRNZBZ EA NQKBUHN LNB
密钥:wind
首先把密钥重复拼接到和密文长度相同,上例中密文为20位字母,密钥拼接后为:windwindwindwindwind。
密文P对应密钥W,在密码表中找出W行为P的列,沿着这一列向上找到最上面的字母是T。以此类推,得到明文:tomorrow is another day。
即维吉尼亚加密法。
19位数字可能是即维吉尼亚加密法。加密法的需求在军事上及政治上的显现极为旺盛,也迫使它快速地向前发展。传统的移位及替代法虽然使用方便,但可以采用统计的方式进行破解,安全性还有待加强。
所以后期就发展出一种新的加密方法,即维吉尼亚加密法。这种方法的出发点是,对于相同的字母或数字,加密后的密文可能不同,这就没法从统计的角度解密。