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基本原理
在密码学中存在着各种各样的置换方式,但所有不同的置换方式都包含2个相同的元素。密钥和协议(算法)。凯撒密码的密钥是3,算法是将普通字母表中的字母用密钥对应的字母替换。置换加密的优点就在于它易于实施却难于破解.发送方和接收方很容易事先商量好一个密钥,然后通过密钥从明文中生成密文,即是敌人若获取密文,通过密文直接猜测其代表的意义,在实践中是不可能的。
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。
加密解密算法
恺撒密码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
恺撒密码的加密、解密方法还能够通过同余数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:
E (x)= (x+n) mod 2
解密就是:
D (x)= (x-n) mod 2
(大家可以学习下,我也是新手,这是我在网上搜的!尴尬而不失礼貌的笑!) |
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