本帖最后由 言新 于 2009-4-29 16:36 编辑
【密码学】密码知识简略集合
首先,我们先简单的介绍下密码术到底是什么东西.
密码术，Cryprography，其实是从希腊词Kryptos派生而来。它是一种为了使信息无法被外人理解，而对信息进行加密的技术。密码术通常分为两种，那就是易位和替换。在福尔摩斯先生的案件中,有许多设计到了密码术,另人印象最为深刻的估计就是那"跳舞的小人"一篇了.密码其实就是两人或几人凭借特定的KEY而流传的密文,这些东西之所以被加密,也就是为了不让别人看懂.但是,密码术密文也并不是完全的保障,只要有破译出了KEY,那内容就很显而易见了.在战争中,最古老的密码就是"摩士密码",成为了军方交流秘密军情的特定密码.现在我们先不谈"摩士密码".先谈谈简单易位的栅栏密码.
说道易位,那古老的栅栏密码就不得不说了.所谓栅栏密码，就是把要加密的明文分成N个一组，然后把每组的第i个字连起来，形成一段无规律的话。
一般比较常见的是2栏的棚栏密码。
比如明文：THERE IS A CIPHER
去掉空格后变为：THEREISACIPHER
两个一组，得到：TH ER EI SA CI PH ER
先取出第一个字母：TEESCPE
再取出第二个字母：HRIAIHR
连在一起就是：TEESCPEHRIAIHR
这样就得到我们需要的密码了！
而解密的时候，我们先吧密文从中间分开，变为两行：
T E E S C P E
H R I A I H R
再按上下上下的顺序组合起来：
THEREISACIPHER
分出空格，就可以得到原文了：
THERE IS A CIPHER
但是有些人就偏不把密码作出2栏，比如：
明文：THERE IS A CIPHER
七个一组：THEREIS ACIPHER
抽取字母：TA HC EI RP EH IE SR
组合得到密码：TAHCEIRPEHIESR
那么这时候就无法再按照2栏的方法来解了...
不过棚栏密码本身有一个潜规则，就是组成棚栏的字母一般不会太多。（一般不超过30个，也就是一、两句话）
这样，我们可以通过分析密码的字母数来解出密码...
比如：TAHCEIRPEHIESR
一共有14个字母，可能是2栏或者7栏...
尝试2栏...失败
尝试7栏...成功
然而当棚栏和拼音相结合后，诞生出一种令人痛恨的新思路...
比如在正道学院网络版的开篇flash中出现过这样一个棚栏：
QGBKSYSHJIEUEIIIIAN
总共19个字母～貌似不符合棚栏的规则...其实是因为出现了一个叫做捆绑的冬冬：
Q G B K S Y SH J
I E U E I I I IAN
看到了吗？上面是声母，下面是韵母...
声母中的sh和韵母中的ian都是被作者当为一个字符使用...
下面介绍的则是传说中的"恺撒密码".“恺撒密码”据传是古罗马恺撒大帝用来保护重要军情的加密系统。
它是一种置换密码，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。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。
假如有这样一条指令：
明文（小写）：ji xiao jing
用恺撒密码加密后就成为：
密文（大写）：ML ALDR MLQJ
如果这份指令被敌方截获，也将不会泄密，因为字面上看不出任何意义。
这种加密方法还可以依据移位的不同产生新的变化，如将每个字母左19位，就产生这样一个明密对照表：
明文: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
密文:T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S
在这个加密表下，明文与密文的对照关系就变成：
明文：bai du
密文：UTB WN
很明显，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。于是人们在单一恺撒密码的基础上扩展出多表密码，称为“维吉尼亚”密码。它是由16世纪法国亨利三世王朝的布莱瑟·维吉尼亚发明的，其特点是将26个恺撒密表合成一个，见下表：
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
A 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
B 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 A CC D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B
D D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C E E 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 F 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 G 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 F H H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G I I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H J J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I K K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J L L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K M M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L N N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M O O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N P P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O Q Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P R R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q S S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R T T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S U U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T V V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U
W W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V X X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W Y Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Z Z 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
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:RELAT IONSR ELATI ONSRE LATIO NSREL
明文:TOBEO RNOTT OBETH ATIST HEQUE STION
密文:KSMEH ZBBLK SMEMP OGAJX SEJCS FLZSY
历史上以维吉尼亚密表为基础又演变出很多种加密方法，其基本元素无非是密表与密钥，并一直沿用到二战以后的初级电子密码机上.
在上面的"恺撒密码"中我们有提到"维吉尼亚密码",那我们就简单的介绍下什么是"维吉尼亚密码".
人们在单一恺撒密码的基础上扩展出多表密码，称为“维吉尼亚”密码。它是由16世纪法国亨利三世王朝的布莱瑟·维吉尼亚发明的，其特点是将26个恺撒密表合成一个，见下表：
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
A 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
B 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 A
C C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B
D D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C
E E 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
F 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
G 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 F
H H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G
I I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H
J J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I
K K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J
L L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K
M M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L
N N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M
O O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N
P P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O
Q Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P
R R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q
S S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R
T T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S
U U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T
V V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U
W W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V
X X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W
Y Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X
Z Z 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
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:RELAT IONSR ELATI ONSRE LATIO NSREL
明文:TOBEO RNOTT OBETH ATIST HEQUE STION
密文:KSMEH ZBBLK SMEMP OGAJX SEJCS FLZSY
历史上以维吉尼亚密表为基础又演变出很多种加密方法,其基本元素无非是密表与密钥，并一直沿用到二战以后的初级电子密码机上。
随着时间的演进,人们越来越感觉"恺撒密码"其实不怎么安全.因为"恺撒密码"维热纳尔方阵KEY只有可怜的25种，人们只需检查这25种可能性即可破解。为了使密码有更高的安全性，单字母替换密码就出现了。 只需重排密码表二十六个字母的顺序，密钥就会增加到四千亿亿亿多种，那么就能有效的防止敌人用筛选的方法检验所有的密钥，如:
明码表 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
密码表 Q W E R T Y U I O P A S D F G H J K L Z X C V B N M
明文 F O R E S T
密文 Y G K T L Z
这种密码持续使用几个世纪，直到阿拉伯人发明了密码破解术......
阿拉伯人的破译方法是频率分析法，下面先说说各字母在英语文章中出现的频率（百分比）A:8.2 B:1.5 C:2.8 D:4.2 E:12.7 F:2.2 G:2.0 H:6.1 I:7.0 J:0.2 K:0.8 L:4.0 M:2.4 N:6.7 O:7.5 P:1.9 Q:0.1 R:6.0 S:6.3 T:9.1 U:2.8 V:1.0 W:2.4 X:0.2 Y:0.2 Z:0.1
当然，这只是个概数，不会与每篇文章的字母出现频率完全一样，通常越短的信息的字母频率与上面的相比就越不相符，越短的信息也就越难破解了。如:John,a jazzist,will go to Japan in June to join a jazz party.其中，J的百分比是12.8，而E的百分比是0，对其进行频率分析就毫无意义。又如:又如：UOCT XH.
若明码表 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
密码表 Q W E R T Y U I O P A S D F G H J K L Z X C V B N M
则它被翻译为GIVE UP.
但若明码表 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
密码表 Q W U E T R Y I X P A S C H O M D F G J K L Z V B N
则它被翻译为COME IN.
究竟那个是真的，不得而知。但当它放进一篇文章里，就可从前后推知它应怎样翻译了。
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