凯撒密码加密过程代码运行原理的简单介绍
凯撒密码加密过程代码运行原理的简单介绍
经典密码大致上分为替代式密码和移位式密码，具体原理看下面加粗字体
凯撒密码是广为人知的替代式密码。为了用凯撒密码法加密讯息，每个密码字母集中的字母将会被其位置的后3个字母替代。因此字母A将会被字母D替代、字母B将会被字母E替代、字母C将会被字母F替代等，最后，X、Y和Z将分别的被替代成A、B和C。
例如，"WIKIPEDIA"将被加密成"ZLNLSHGLD"。凯撒把字母向后移"3"位，但其他数字也可照著作。
另一种替代式密码是使用关键字，你可以选择一个单字或是短词组并去除所有的空格和重复的字母，接着把它当作密码字母集的开头。最后记得去除掉关键字的字母把其它字母接续排序。
移位式密码，它们字母本身不变，但它们在讯息中顺序是依照一个定义明确的计划改变。许多移位式密码是基于几何而设计的。一个简单的加密(也易被破解)，可以将字母向右移1位。
例如，明文"Hello my name is Alice."将变成"olleH ym eman si ecilA."。密码棒(scytale)也是一种运用移位方法工具。
一个移位式密码的具体例子columnar cipher.先选择一个关键字，把原来的讯息由左而右、由上而下依照关键字长度转写成长方形。接着把关键字的字母依照字母集顺序编号，例如A就是1、B就是2、C就是3等。例如，关键字是CAT，明文是THE SKY IS BLUE，则讯息应该转换成这样：
C A T 3 1 20 T H E S K Y I S B L U E最后把讯息以行为单位，依照编号大小调换位置。呈现的应该是A行为第一行、C行为第二行、T行为第三行。然后就可以把讯息"The sky is blue"转写成HKSUTSILEYBE。
经典密码的破译
经典密码由于规律性很强，通常很容易被破解。许多经典密码可单单经由密文而破解，所以它们容易受到唯密文攻击法攻击(ciphertext-only attack)。
有些经典密码(像是凯撒密码)的金钥个数有限，所以这类密码可以使用暴力破解尝试所有的金钥。替代式密码有比较大的金钥数，但是容易被频率分析，因为每个密码字母各代表了一个明文字母。
另一方面，现代密码的设计可以承受更强大的ciphertext-only attacks。一个优秀的现代密码必须保证广泛潜在的攻击，包括known-plaintext attack和chosen-plaintext attack以及chosen-ciphertext attack。
对于密码破解者来说，应不能够找到关键，即使他知道明文和对应的密码文、即是他可以选择明文或密码文。经典密码再也不能满足这些强大的标准，因此，有兴趣者再也不拿它来做安全应用了。
以上内容参考 百度百科-经典密码
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。例如，当偏移量是3的时候，所有的字母A将被替换成D，B变成E，以此类推X将变成A，Y变成B，Z变成C。由此可见，位数就是凯撒密码加密和解密的密钥。
如下代码是以偏移量为13展开计算的。123
源代码如下：
sr1="abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"sr2=sr1.upper()
sr=sr1+sr1+sr2+sr2
st="The Zen of Python"sResult=""for j in st: if j==" ":
sResult = sResult +" "
continue
i=sr.find(j) if(i-1):
sResult=sResult+sr[i+13]print sResult12345678910111213
运行结果为：
Gur Mra bs Clguba
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:
根据苏维托尼乌斯的记载，恺撒曾用此方法对重要的军事信息进行加密： 如果需要保密，信中便用暗号，也即是改变字母顺序，使局外人无法组成一个单词。如果想要读懂和理解它们的意思，得用第4个字母置换第一个字母，即以D代A，余此类推。
同样，奥古斯都也使用过类似方式，只不过他是把字母向右移动一位，而且末尾不折回。每当他用密语写作时，他都用B代表A，C代表B，其余的字母也依同样的规则；用A代表Z。
扩展资料：
密码的使用最早可以追溯到古罗马时期，《高卢战记》有描述恺撒曾经使用密码来传递信息，即所谓的“恺撒密码”，它是一种替代密码，通过将字母按顺序推后起3位起到加密作用，如将字母A换作字母D，将字母B换作字母E。因据说恺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。这是一种简单的加密方法，这种密码的密度是很低的，只需简单地统计字频就可以破译。 现今又叫“移位密码”，只不过移动的为数不一定是3位而已。
参考资料来源：百度百科-凯撒密码
这里有方法，自己看吧，比较多，呵呵
[凯撒介绍]
凯撒密码（kaiser）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。
[加密原理]
凯撒密码的加密算法极其简单。其加密过程如下：
在这里，我们做此约定：明文记为m，密文记为c，加密变换记为E(k1,m)（其中k1为密钥），解密变换记为D(k2,m)（k2为解密密钥）（在这里k1=k2,不妨记为k）。凯撒密码的加密过程可记为如下一个变换：
c≡m+k mod n （其中n为基本字符个数）
同样，解密过程可表示为：
m≡c+k mod n （其中n为基本字符个数）
对于计算机而言，n可取256或128，m、k、c均为一个8bit的二进制数。显然，这种加密算法极不安全，即使采用穷举法，最多也只要255次即可破译。当然，究其本身而言，仍然是一个单表置换，因此，频率分析法对其仍是有效的。
[加密算法]
我们预定义基本字符个数为 #define MAX 128
凯撒加密函数可以表示为
[Copy to clipboard]
CODE:
char cipher(char plain_char, int key)
{
return (plain_char + key) % MAX;
};
凯撒解密函数：
[Copy to clipboard]
CODE:
char decipher(char cipher_char, int key)
{
return (cipher_char - key + MAX) % MAX;
};
加密后，原所有的ASCII码偏移key位，解密则移回key位。
如果要对一个文本文件进行加密，则只要依次逐个字符逐个字符地读取文本文件，进行加密后，逐个字符逐个字符写入密文文本文件中，即可：
[Copy to clipboard]
CODE:
FILE *fp_plaintext;
FILE *fp_ciphertext;
char plain_char;
... ...
while((plain_char=fgetc(fp_plaintext))!=EOF)
{
fputc(cipher(plain_char,key),fp_ciphertext);
}
对文件的解密也同样方法。
[破解原理]
一篇包含字符的英文文章，其各ASCII码字符出现，都有一定的频率，下面是对Google上随意搜索到的英文文章进行分析的结果，见表：
QUOTE:
=================================================
FileName : 01.txt
[1] 32: times:204
[2] 101:e times:134
[3] 116:t times:91
[4] 105:i times:87
[5] 111:o times:77
[6] 108:l times:75
[7] 97:a times:75
[8] 110:n times:69
[9] 10:
times:67
[10] 115:s times:63
=================================================
FileName : php.si.source.txt
[1] 32: times:576
[2] 101:e times:162
[3] 115:s times:153
[4] 110:n times:141
[5] 114:r times:138
[6] 105:i times:135
[7] 10:
times:134
[8] 116:t times:129
[9] 42:* times:116
[10] 111:o times:103
=================================================
FileName : work.txt
[1] 32: times:51322
[2] 101:e times:30657
[3] 116:t times:23685
[4] 97:a times:19038
[5] 111:o times:17886
[6] 105:i times:16156
[7] 110:n times:15633
[8] 114:r times:15317
[9] 115:s times:15226
[10] 104:h times:12191
=================================================
FileName : 02.txt
[1] 32: times:299
[2] 101:e times:217
[3] 110:n times:136
[4] 105:i times:133
[5] 111:o times:124
[6] 116:t times:116
[7] 97:a times:110
[8] 115:s times:98
[9] 114:r times:92
[10] 108:l times:82
=================================================
FileName : 03.txt
[1] 45:- times:404
[2] 32: times:394
[3] 101:e times:237
[4] 116:t times:196
[5] 114:r times:173
[6] 97:a times:163
[7] 105:i times:161
[8] 110:n times:153
[9] 111:o times:142
[10] 115:s times:129
=================================================
FileName : 04.txt
[1] 32: times:326
[2] 101:e times:179
[3] 116:t times:106
[4] 105:i times:101
[5] 111:o times:96
[6] 110:n times:94
[7] 97:a times:92
[8] 115:s times:78
[9] 100:d times:61
[10] 114:r times:60
=================================================
FileName : 05.txt
[1] 32: times:441
[2] 101:e times:191
[3] 111:o times:151
[4] 116:t times:120
[5] 97:a times:112
[6] 110:n times:108
[7] 105:i times:91
[8] 114:r times:84
[9] 117:u times:79
[10] 115:s times:79
有此分析可知，一篇英文文章中，出现较高频率的两个字符是 ' ' (空格) 和 'e'，而且它们的ASCII码分别是32和101，差值是69。
既然凯撒密码利用的是单表替换的一种简单加密算法，所以，我们的主角， ' ' 和 'e' ，在解密后，依然会保持相同的ASCII码差值，69。
|c1 - c2| = |'e' - ' '| = |101 - 32| = 69
|m1 - m2| = | ((c1 + k) mod 256)-((c2 + k) mod 256)| = |c1 - c2| = |'e' - ' '| = 69
现在可以得到破解凯撒密码的原理了，我们统计一片经过凯撒加密的密文字符信息，在出现频率较高的字符里面寻找差值是69的2个字符，这两个必定是 ' ' 和 'e' 字符的加密字符，计算偏移量（既密钥key），通过解密运算，还原出明文。
[破解算法]
任何一片英文加密后的密文，我们统计出所有字符的个数：
[Copy to clipboard]
CODE:
#define MAX 128
... ...
FILE *fp_ciphertext;
char cipher_char;
int i; //密文文件长度，包含多少字符
unsigned int size_file=0; //申明num数组，存储各个ASCII字符在密文中出现的个数
num[MAX];
... ...
for(i = 0;i MAX; i++) //初始化num数组中的值
num[i] = 0;
... ...
while((cipher_char=fgetc(fp_ciphertext))!=EOF)
{
num[cipher_char]++;
size_file++;
}
统计出现最多次数的字符，定义#define GETTOP 10，统计最多的前10位字符：
[Copy to clipboard]
CODE:
//统计前10位
#define GETTOP 10
... ...
int temp,i,j;
int maxascii[GETNUM]; //申明maxascii数组，存储统计出的概率前10位的字符ascii码
int maxtimes[GETNUM]; //申明maxtimes数组，存储统计出的概率前10位的字符的出现次数
... ...
for(i=0;iGETTOP;i++)
{
temp=0; //临时变量temp里面来存储出现最多次数的字符的ascii码
for(j=1;jMAX;j++) //依次比较所有的字符次数，获得最多字符的ascii码
{
if(num[j]=num[temp])
temp=j;
}
maxascii[i]=temp; //把出现最多次数字符的ascii存储到相应的maxascii数组中
maxtimes[i]=num[temp]; //把最多次数字符的出现次数存储到相应的maxtimes数组中
num[temp]=0; //把最多次数字符的次数赋值成0，
//进行循环运算，同样的算法，第二次循环得到的值，肯定是出现第二多的字符
//避免了对256或128个字符进行排序的复杂运算
//当年我用汇编编写成绩排序的程序时，也用这套排序算法:-)
}
找出出现最多字符中，ASCII码差别是69的两个字符，计算出密钥key的长度：
[Copy to clipboard]
CODE:
for(i=0;iGETTOP;i++)
{
for(j=0;jGETTOP;j++)
{
if((max[i]-max[j])==69)
{
key=(max[j] - 32 + MAX ) % MAX;
printf("Key : %d\n",key);
break;
}
}
}
既然得到了密钥长度，算完成了对凯撒密码的破解了，那就进行解密吧，大功告成！
凯撒密码是一种非常古老的加密方法，相传当年凯撒大地行军打仗时为了保证自己的命令不被敌军知道，就使用这种特殊的方法进行通信，以确保信息传递的安全。他的原理很简单，说到底就是字母于字母之间的替换。下面让我们看一个简单的例子：“baidu”用凯撒密码法加密后字符串变为“edlgx”，它的原理是什么呢？把“baidu”中的每一个字母按字母表顺序向后移3位，所得的结果就是刚才我们所看到的密文。
#include stdio.h
main()
{
char M[100];
char C[100];
int K=3,i;
printf("请输入明文M(注意不要输入空白串)\n");
gets(M);
for(i=0;M[i]!='\0';i++)
C[i]=(M[i]-'a'+K)%26+'a';
C[i]='\0';
printf("结果是:\n%s\n",C);
}
