❶ 单字母替换密码的破译方法
加密方式无非是按照一定的数学变换进行加密,比如字母s和e日常出现概率高,那么换过之后的加密字母概率也很高。至于加密的公式,有软件可以专门破解。比如Hill加密,利用逆矩阵取模进行变换。相对来说这些都是比较简单的加密方式,破解多是暴力破解.
如果是凯撒密码,字母置换是整体位移的,那么可以看单个成词的,猜它是I;看3字词,猜它是the。如果是变种凯撒密码,字母置换不是位移而是用码表的,要复杂一点。思路还是词频,比如通过上面两个,可以先猜出3~4个字母,然后代入,代入以后继续根据更长的单词的词频来猜,循环往复,这样全部猜完了看读不读的通。中间可以结合字频,比如英文辅音字母当中C出现的比例高等等。
❷ 密码和数学有什么关系
很简单,密码是由数字组成的,这是一点,外加数学有有很多定理、定义,根据这些,能用合适的方法去推出密码,另外设置密码也是离不开数学的,必须用所拥有的数学思维去思考才能想出高难度的密码。所以密码和数学是紧密相关的。
❸ 常用的加密算法有哪些
对称密钥加密
对称密钥加密 Symmetric Key Algorithm 又称为对称加密、私钥加密、共享密钥加密:这类算法在加密和解密时使用相同的密钥,或是使用两个可以简单的相互推算的密钥,对称加密的速度一般都很快。
分组密码
分组密码 Block Cipher 又称为“分块加密”或“块加密”,将明文分成多个等长的模块,使用确定的算法和对称密钥对每组分别加密解密。这也就意味着分组密码的一个优点在于可以实现同步加密,因为各分组间可以相对独立。
与此相对应的是流密码:利用密钥由密钥流发生器产生密钥流,对明文串进行加密。与分组密码的不同之处在于加密输出的结果不仅与单独明文相关,而是与一组明文相关。
DES、3DES
数据加密标准 DES Data Encryption Standard 是由IBM在美国国家安全局NSA授权下研制的一种使用56位密钥的分组密码算法,并于1977年被美国国家标准局NBS公布成为美国商用加密标准。但是因为DES固定的密钥长度,渐渐不再符合在开放式网络中的安全要求,已经于1998年被移出商用加密标准,被更安全的AES标准替代。
DES使用的Feistel Network网络属于对称的密码结构,对信息的加密和解密的过程极为相似或趋同,使得相应的编码量和线路传输的要求也减半。
DES是块加密算法,将消息分成64位,即16个十六进制数为一组进行加密,加密后返回相同大小的密码块,这样,从数学上来说,64位0或1组合,就有2^64种可能排列。DES密钥的长度同样为64位,但在加密算法中,每逢第8位,相应位会被用于奇偶校验而被算法丢弃,所以DES的密钥强度实为56位。
3DES Triple DES,使用不同Key重复三次DES加密,加密强度更高,当然速度也就相应的降低。
AES
高级加密标准 AES Advanced Encryption Standard 为新一代数据加密标准,速度快,安全级别高。由美国国家标准技术研究所NIST选取Rijndael于2000年成为新一代的数据加密标准。
AES的区块长度固定为128位,密钥长度可以是128位、192位或256位。AES算法基于Substitution Permutation Network代换置列网络,将明文块和密钥块作为输入,并通过交错的若干轮代换"Substitution"和置换"Permutation"操作产生密文块。
AES加密过程是在一个4*4的字节矩阵(或称为体State)上运作,初始值为一个明文区块,其中一个元素大小就是明文区块中的一个Byte,加密时,基本上各轮加密循环均包含这四个步骤:
ECC
ECC即 Elliptic Curve Cryptography 椭圆曲线密码学,是基于椭圆曲线数学建立公开密钥加密的算法。ECC的主要优势是在提供相当的安全等级情况下,密钥长度更小。
ECC的原理是根据有限域上的椭圆曲线上的点群中的离散对数问题ECDLP,而ECDLP是比因式分解问题更难的问题,是指数级的难度。而ECDLP定义为:给定素数p和椭圆曲线E,对Q=kP,在已知P,Q 的情况下求出小于p的正整数k。可以证明由k和P计算Q比较容易,而由Q和P计算k则比较困难。
数字签名
数字签名 Digital Signature 又称公钥数字签名是一种用来确保数字消息或文档真实性的数学方案。一个有效的数字签名需要给接收者充足的理由来信任消息的可靠来源,而发送者也无法否认这个签名,并且这个消息在传输过程中确保没有发生变动。
数字签名的原理在于利用公钥加密技术,签名者将消息用私钥加密,然后公布公钥,验证者就使用这个公钥将加密信息解密并对比消息。一般而言,会使用消息的散列值来作为签名对象。
❹ 6至12位数字和字母组成密码怎么设
如aabb89。6至12位数字和字母组成的密码是位数要超过6位,然后需要由字母和数字组合。
如果你用bb99,少于6位,不能设置密码。如果你用GGHJKL,也不行,都是字母,没有数字。一定要用数字和字母组合。
密码的加密方法:
1、替换加密法:用一个字符替换另一个字符的加密方法。
2、换位加密法:重新排列明文中的字母位置的加密法。
3、回转轮加密法:一种多码加密法,它是用多个回转轮,每个回转轮实现单码加密。这些回转轮可以组合在一起,在每个字母加密后产生一种新的替换模式。
4、多码加密法:一种加密法,其替换形式是:可以用多个字母来替换明文中的一个字母。
5、夹带法:通过隐藏消息的存在来隐藏消息的方法。
6、其它算法,如XOR、CA (流加密法)、MD5、SHA1、(流加密法)ElGamal、Diffie-Hellman、新型椭圆曲线算法ECC(数字签名、公匙加密法)等。密码可运用于电脑里的文件保护,防止泄露个人信息。
❺ 什么叫多字母加密
多字母顺序加密的这种算法的每个字母的后推位次并不相同,假如D代替了A ,并不一定是E取代B。在第二次世界大战中名声大震的Enigma自动加密机,也基于这个原理工作。
相对而言:
罗马的将军们用字母后推3位的方法加密往来的信函。比如,用D来代替A,E代替B,以此类推。这个单一字母顺序加密法,直到九世纪才被阿拉伯的学者通过不断的分析破解。
http://www.chip.cn/index.php?option=com_content&view=article&id=3040:2010-09-01-07-23-41&catid=5:news-remarks&Itemid=13
时间之旅:天书奇谭-加密篇
导言:每个人都在问这个问题:你能保密码?2500年来,统治者、保密机构和密码破译家一直寻找着答案。
一直以来,加密技术都应用于政治领域。现如今,每个人在网上冲浪、收发email或者使用网上银行的时候,都要用到加密算法。加密能避免“窃听”事件的发生,如果没有加密算法,互联网或许不会是今天这个样子。
现代数据加密算法的原理仍基于罗马帝国的凯撒与他的将军们联系所使用的加密方法,它的原理基于凯撒时代的字母表。罗马的将军们用字母后推3位的方法加密往来的信函。比如,用D来代替A,E代替B,以此类推。这个单一字母顺序加密法,直到九世纪才被阿拉伯的学者通过不断的分析破解。然而,法国人Blaise de Vigenère的多字母顺序加密就不那么容易破解了,这种算法的每个字母的后推位次并不相同,假如D代替了A ,并不一定是E取代B。在第二次世界大战中名声大震的Enigma自动加密机,也基于这个原理工作。
计算机时代的到来,使得这一切都发生了改变。伴随着不断上升的处理能力,算法变得越来越复杂,“攻击”也变得越来越高效。此后,密码破译家便遵循Kerckhoffs原则,一个密码系统应该是安全的,即使该系统的一切,除了密钥,都可以作为公共知识。这种“开源”理念的好处是,任何人都可以试验这种加密算法的优劣。
用于科学研究目的的攻击是可取的。如果攻击是成功的,一个更好的算法便有了用武之地。在1998年,数据加密标准(DES)的命运便是如此,它曾是美国当局首选的加密方法。密钥的长度只有短短的56位,如果使用强力攻击,很快便可破解。
DES 的继任者从竞争中胜出,Rijndael算法赢得了最后的胜利。美国国家标准技术研究所(NIST)选择Rijndael作为美国政府加密标准(AES)的加密算法,该算法使用128位密钥,适用WLAN,能够胜任蓝光加密。然而,这么经典的对称算法对于网络通讯还是不够安全。发送者和接收者使用相同的密钥加密和解密。任何人都可以截获密钥,因为它并未加密。
发明于上世纪70年代的非对称加密法帮助解决了这个问题。接收者生成公共密钥和私人密钥两个部分,他将公共密钥发送给那些需要向他发送加密信息的人。公共密钥可以加密文件,但是这些文件需要私人密钥才能解码。这一算法的缺点是:密钥对需要两组大的原始数字生成,非常耗时。对网络银行等个人业务,对称法和非对称法组合使用的方法是有效的。信息部分使用对称法加密,但密钥应采用非对称法加密。
当量子电脑有足够的能力使用强力攻击破解128位的密钥的时候,非对称加密法就不安全了。量子密码学利用物理学原理保护信息,以量子为信息载体,经由量子信道传送,在合法用户之间建立共享的密钥,它的安全性由“海森堡测不准原理”及“单量子不可复制定理”保证。
加密史
400v.Chr. Skytale(天书)
时间之旅:天书奇谭-加密篇
Skytale 就是一种加密用的、具有一定粗细的棍棒或权杖。斯巴达人把重要的信息缠绕在Skytale上的皮革或羊皮纸之后,再把皮革或羊皮纸解下来,这样就能有效地打乱字母顺序。只有把皮(纸)带再一点点卷回与原来加密的Skytale同样粗细的棍棒上后,文字信息逐圈并列在棍棒的表面,才能还原出本来的意思。
50v.Chr. 凯撒密码
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罗马的统治者将字母后推3个位次加密,这就是今天广为人知的单一字母加密法。
1360 Alphabetum Kaldeorum
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奥地利的Rudolf 四世发明了中世纪最受欢迎的加密法,他甚至在墓碑上也使用它。
1467 加密碟
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这个工具使得单一字母加密法的字母取代简单化。
1585 维热纳尔密码(Vigenère)
法国外交家Blaise de Vigenère发明了一种方法来对同一条信息中的不同字母用不同的密码进行加密,这种多字母加密法在诞生后300年内都没能被破解。
1854 Charles Babbage
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计算机的发明者,据说是他第一个破解了维热纳尔代码,人们在检查他的遗物时发现了这一破解方法。
1881 Kerkhoff原则
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这以后,加密算法的安全性不再取决于算法的保密,而是密钥的保密。
1918 Enigma和一次性密钥
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Enigma是着名的德国加密机,为每个字母生成取代位次。在很长的一段时间内,都被认为是无法破解的。
一次性密钥在数学上是安全的:使用编码手册,为每个文本使用不用的加密方式——在冷战时期,间谍常使用此工具。
1940 Tuning-Bombe
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这个机器由Alan Turking 发明,用于破解Enigma加密机。它包含了多个相互配合使用的Enigma设备。
1965 Fialka
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东欧的“Enigma”,一直使用到柏林墙倒塌。自1967起被为认为不再安全。
1973 公共密钥
英国智囊机构的3个军官首先开发了非对称加密。直到1997年才被揭秘。
1976 DES
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IBM与NASA合作,为美国官方开发了数据加密标准。然而,评论家发现了将密钥长度从128位降低到56位这一该算法的瑕疵。
1977 RSA
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Rivest、Shamir 和Adelman三人发明了可靠的非对称加密法。目前,它主要用于邮件加密和数字签名等场合。
1998 深度破解
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电子国界基金会有一台拥有1800个处理器的计算机,它通过蛮力破解了DES加密法。
2000 AES
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DES的继任者,Rijndael算法在公开竞争中取胜。高级加密标准是最为广泛应用的对称加密手段。
2008 量子密码网络 DES
使用量子密码保护的光纤网络在维也纳首次展示。
2030未来趋势:量子计算机
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❻ 我记得有一种加密方法,就是选取一个字母组合作为开始,按照这个字母的顺序,对应于,ABCDEFG等等。
是叫摩尔斯密码(不确定诶)
❼ 数学密码有哪些
军事学概述、射击学、弹道学、内弹道学、外弹道学、中间弹道学、终点弹道学、导弹弹道学、军事地理学、军事地形学、军事工程学、军事气象学、军事医学、军事运筹学、战役学、密码学、化学战 密码学(Cryptology)一字源自希腊文"krypto's"及"logos"两字,直译即为"隐藏"及"讯息"之意。而其使用, 可以追溯到大约四千年前。公元二千年,埃及人就将祭文刻在墓碑上。之后人们都是以书写在纸张上的方式, 用来传秘密讯息。在二次大战中,密码更是扮演一个举足轻重的角色,许多人认为同盟国之所以能打赢这场 战争完全归功于二次大战时所发明的破译密文数位式计算机破解德日密码。西元1949年,Shannon提出第一篇 讨论密码系统通讯理论之论文,近代密码学可说是滥觞于斯。直至西元1975年,Diffie与Hellman提出公开金 匙密码系统之观念,近代密码学之研究方向,正式脱离秘密金匙密码系统之窠臼,蓬勃发展,至今已近二十年。 发展至今,已有二大类的密码系统。第一类为对称金钥(Symmetric Key)密码系统,第二类为非对称金钥(Public Key) 密码系统。 首先密码学是由万维网的嬉皮士所研究,而且涉及钥匙传送问题。60年代�6�8请保安传送钥匙;70年初,发 现这个不是好辨法,费时浪费时间。 1965年,美国史丹福大学电机工程系--默克尔、迪菲、赫尔曼等三人研究密码学可惜并未有所发现。 另外在英国通讯电子保安组(CESG)秘密机构的切尔纳姆发现了还原密码式,但是由于属于秘密机构,所以 不能公开。直到1977年麻省理工研究生--里夫斯,阿德曼发现和切尔曼差不多的式。他们成立RSA Security Company (RSA是他们名字的字头)现时值25亿美元,在传送信用卡时起了很大作用。RSA已安装了5亿套产品在 IE , Netscape下的小锁就是RSA的产品。数学挂销第一个发现不是美国,但�是第一个公开。数学挂锁上锁易, 还原难,所以受广泛使用,亦即是信息编码保密。 数学挂锁泛例: 数学挂锁用单向式:N=pxq <--例子 N(合成数)=两个质数的乘 11x17=187=N 还原单向式公式:C=Me(mod N) *e是M的次数,因为在记事本中打不到* M*13*(mod 187)=C *13是M的次数* c=165 x=88 (password kiss) 88*13*(mod 187)=165 *13是88的次数* modN=M C*1/e*mod(p-1)(q-1)=88 C=165 p=11 q=17 answer:mod 187=88 一般有两种类型密码学被使用: symmetric key (对称性的钥匙) 和 public key (公开的钥匙)(也叫 非对称的钥匙) 密码学. 举一个简单的对称的钥匙密码学的范例, 假想从朋友处收到一个通知. 你和你的朋友同意来加解密你们的讯息, 你们将使用下列算法: 每个字母将会上移三个字母, 例如 A=C, B=D, 而 Y 和 Z 转一圈回到 A 和 B, 这个方程式 ("每个字母上移三个字母") 就是送信者使用来加密讯息的钥匙; 而收信者使用相同的钥匙来解密 . 任何人如果没有钥匙就不能够读此讯息. 因为相同的钥匙视同实用来加密及解密讯息, 这个方法是一个 对称钥匙 的算法. 这类的密码学及是我们所知的秘密钥匙密码学,因为此钥匙 必须被秘密保存于送信者和收信者,以保护资料的完整性. 非对称性密码学 非对称性或公开的钥匙 密码学, 不同于对称性的 密码学, 在于其加密钥匙只适用于单一使用者. 钥匙被分为两个部分: 一把私有的钥匙, 仅有使用者才拥有. 一把公开的钥匙, 可公开发行配送,只要有要求即取得. 每支钥匙产生一个被使用来改变内文的功能. 私有的钥匙 产生一个 私有改变内文的功能,而公开的钥匙 产生一个 公开改变内文的功能. 这些功能是反向相关的, 例如., 如果一个功能是用来加密讯息,另外一个功能则被用来解密讯息.不论此改变内文功能的次序为何皆不重要. 公开的钥匙系统的优势是两个使用者能够安全的沟通而不需交换秘密钥匙. 例如, 假设一个送信者需要传送一个信息给一个收信者, 而信息的秘密性是必要的, 送信者以收信者的公开的钥匙来加密,而仅有收信者的私有的钥匙能够对此信息解密. 公开的钥匙密码学是非常适合于提供认证,完整和不能否认的服务, 所有的这些服务及是我们所知的数位签名. 相关网站 密码学二 基本原理的密码法,可以分成两种:移位法(transposition)和替代法(substitution), 移位法就是将讯息里面的文字,根据一定的规则改变顺序,这种方法,在文字数量很大的时候, 便可以显示出他的优势,例如"Hello World"才不过10个字母便可以有11708340914350080000种排列的方式。 另外一种方法,就是替代法,还可以分成两种,一种是单字替代,一种是字母替代,两种的原理是一样的, 就是利用文字相对顺序的对应,来改变原来的文章,以英文为例,我们可以把英文字母往后移动三个位置,即: 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 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 泛例: Hello World How are you khoor zruog krz h brx 这句话就变的难以辨认了,而且如果发信人收信人有协定好的话,那还可以把文字之间的空白删除,反正翻译回来的时候, 可以靠文句的意思,来推测断句断字的时机。 而单字替代,则是以每个单字,都去换成另外一个相对应的单字,这样来改写原文, 变成一个无法辨认其意义的加密文件。 移位法当然不只限于一种,光是英文字母不考虑大小写,就可以有25种互异的方法,每种密码法,都可视为一种加密法, 我们称为算法(algorithm),和一把钥匙(KEY)的组合结果。钥匙是用来指定加密程序的演算细节。以移位法为例, 算法是只以密码字母集里的字母,取代明文字母集里面的字母,钥匙便是收发信人定义的密码字母集。 整个密码学发展的程序,辨识找寻新的算法,和保护钥匙避免被解密者发现的程序,钥匙在密码学中非常重要,因为即使算法相同或太简单, 没有加密的钥匙的话,我们仍然很难去破解加密的文件。以单纯的英文字母,不单纯的平移,而用一个字母一个字母互换的话,不考虑大小写, 就有403291461126605635584000000种不同的钥匙必须要去测试,才可以得到原来的明文。 密码学的应用 1. 数位签章(Digital Signature): 这是以密码学的方法,根据EDI讯息的内容和发信人的私钥(Private Key)所产生的电子式签名。除非拥有该把私钥,任何人都无法产生该签名,因此比手写式的签名安全许多。 收信人则以发信人的公钥进行数位签章的验证。 2. 数位信封(Digital Envelope): 这是以密码学的方法,用收信人的公钥对某些机密资料进行加密,收信人收到后再用自己的私钥解密而读取机密资料。除了拥有该私钥的人之外, 任何人即使拿到该加密过的讯息都无法解密,就好像那些资料是用一个牢固的信封装好,除了收信人之外,没有人能拆开该信封。 3. 安全回条: 收信人依据讯息内容计算所得到的回覆资料,再以收信人的私钥进行数位签章后送回发信人,一方面确保收信人收到的讯息内容正确无误, 另一方面也使收信人不能否认已经收到原讯息。 4. 安全认证: 每个人在产生自己的公钥之后,向某一公信的安全认证中心申请注册,由认证中心负责签发凭证(Certificate),以保证个人身份与公钥的对应性与正确性 量子密码学(Jennewein et al., Quantum Cryptography with EntangledPhotons, Physical Review Letters, May 15, 2000, Vol 84, Iss 20, pp. 4729-4732) 三个独立研究机构首次实验证明利用量子幽灵式的特性来建构密码之可行性, 这项研究提供未来对付电脑骇客的防犯之道. 在这个最新--也是最安全--的资料加密解密架构(即量子密码学)中,研究者是采用一对 entangled光子, 而这对粒子即使相隔远距离的情况下,仍有密切的互动关系. entanglement-based 的量子密码学具有唯一的, 不可被窃听的传输特性, 如果有偷听者想窃取资料, 也很容易的可以监测出来. 简而言之, entanglement process 可以建立完整的, 随机的 0与 1 序列提供两端使用者传输资料, 如果有骇客从中撷取资料, 那么这个讯息序列将被改变, 用户就会发现有窃听者, 并授权放弃被窃听的资料. 这种数位随机序列, 或称 "金钥匙", 再和资料进行计算 (如互斥或闸 XOR), 即加密程序, 使得这资料串形成一完全随机序列, 这方法就是已知的 one-time pad cipher. 同理, 接收端也是靠着金钥匙来进行解密程序. 在研究中, Los Alamos 研究者模拟一位窃听者窃取传输资料, 成功地被侦测出来, 并授权用户放弃被窃取的资料. 而在澳洲的研究团队, 则建立了一公里长的光纤来连接两个完全独立的传输, 接收站来验证 entangled 密码理论, 他们建立了金钥匙并成功的传输 Venus 影像. 同时, 在 University of Geneva 团队建构超过数公里的光纤, 并使用光子频率来验证entangled 密码理论. 在这些实验中, 虽然他们的传输速率较慢, 但 entanglement-based 密码理论在未来极有可能超越non-entangled 量子密码理论, 不仅是传输速率, 而且在预防资料被窃取方面, 所需要的额外光子也比较少.
❽ 数字与字母组合的密码
密码必须6-20位字母、数字结合的意思就是:大写字符[A-Z]、小写字符[a-z]、数字[0-9]这三组集合中选择6到20个元素来组成密码。
因为单纯的字母或数字,密码强度比较低,容易被破解,所以需要采用数字和字母的组合形式来提高密码强度。“弱密码”是指有规律、容易被猜测到的密码,在6位密码的情况下,弱密码包括:6位密码一样、6位密码递减、6位密码递增等)。
如:密码为某一个数字组成(例:888888或666666)或由某一组数字顺序或倒序排列组成(例:012345或987654)。“12345678”、“111111”、“abcdefg”、“asdf”、“qwer”键盘上的相邻字母,这样得密码设置强度比较低,很容易被穷举破解。
(8)字母加密方法有哪些和数学有关扩展阅读:
弱密码主要有以下几种:
1、顺序或重复的字符:“12345678”、“111111”、“abcdefg”、“asdf”、“qwer”键盘上的相邻字母;
2、使用数字或符号的仅外观类似替换,例如使用数字“1”、“0”替换英文字母“i”、“O”,字符“@”替换字母“a”等;
3、登录名的一部分:密码为登录名的一部分或完全和登录名相同;
4、常用的单词:如自己和熟人的名字及其缩写,常用的单词及其缩写,宠物的名字等;
5、常用数字:比如自己或熟人的生日、证件编号等,以及这些数字与名字、称号等字母的简单组合。
❾ 传统的加密方法有哪些
本文只是概述几种简单的传统加密算法,没有DES,没有RSA,没有想象中的高端大气上档次的东东。。。但是都是很传统很经典的一些算法
首先,提到加密,比如加密一段文字,让其不可读,一般人首先会想到的是将其中的各个字符用其他一些特定的字符代替,比如,讲所有的A用C来表示,所有的C用E表示等等…其中早的代替算法就是由Julius Caesar发明的Caesar,它是用字母表中每个字母的之后的第三个字母来代替其本身的(C=E(3,p)=(p+3) mod 26),但是,这种加密方式,很容易可以用穷举算法来破解,毕竟只有25种可能的情况..
为了改进上诉算法,增加其破解的难度,我们不用简单的有序的替代方式,我们让替代无序化,用其中字母表的一个置换(置换:有限元素的集合S的置换就是S的所有元素的有序排列,且每个元素就出现一次,如S={a,b}其置换就只有两种:ab,ba),这样的话,就有26!种方式,大大的增加了破解的难度,但是这个世界聪明人太多,虽然26!很多,但是语言本身有一定的特性,每个字母在语言中出现的相对频率可以统计出来的,这样子,只要密文有了一定数量,就可以从统计学的角度,得到准确的字母匹配了。
上面的算法我们称之为单表代替,其实单表代替密码之所以较容易被攻破,因为它带有原始字母使用频率的一些统计学特征。有两种主要的方法可以减少代替密码里明文结构在密文中的残留度,一种是对明文中的多个字母一起加密,另一种是采用多表代替密码。
先说多字母代替吧,最着名的就是playfair密码,它把明文中的双字元音节作为一个单元并将其转换成密文的双字元音节,它是一个基于由密钥词构成的5*5的字母矩阵中的,一个例子,如密钥为monarchy,将其从左往右从上往下填入后,将剩余的字母依次填入剩下的空格,其中I/J填入同一个空格:
对明文加密规则如下:
1 若p1 p2在同一行,对应密文c1 c2分别是紧靠p1 p2 右端的字母。其中第一列被看做是最后一列的右方。
2 若p1 p2在同一列,对应密文c1 c2分别是紧靠p1 p2 下方的字母。其中第一行被看做是最后一行的下方。
3 若p1 p2不在同一行,不在同一列,则c1 c2是由p1 p2确定的矩形的其他两角的字母,并且c1和p1, c2和p2同行。
4 若p1 p2相同,则插入一个事先约定的字母,比如Q 。
5 若明文字母数为奇数时,则在明文的末端添加某个事先约定的字母作为填充。
虽然相对简单加密,安全性有所提高,但是还是保留了明文语言的大部分结构特征,依旧可以破解出来,另一个有意思的多表代替密码是Hill密码,由数学家Lester Hill提出来的,其实就是利用了线性代数中的可逆矩阵,一个矩阵乘以它的逆矩阵得到单位矩阵,那么假设我们对密文每m个字母进行加密,那么将这m个字母在字母表中的序号写成矩阵形式设为P(如abc,[1,2,3]),密钥就是一个m阶的矩阵K,则C=P*K mod26,,解密的时候只要将密文乘上K的逆矩阵模26就可以了。该方法大大的增加了安全性。
❿ 一种普通的语言或字母加密方法
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。
密码术可以大致别分为两种,即易位和替换,当然也有两者结合的更复杂的方法。在易位中字母不变,位置改变;替换中字母改变,位置不变。
将替换密码用于军事用途的第一个文件记载是恺撒着的《高卢记》。恺撒描述了他如何将密信送到正处在被围困、濒临投降的西塞罗。其中罗马字母被替换成希腊字母使得敌人根本无法看懂信息。
苏托尼厄斯在公元二世纪写的《恺撒传》中对恺撒用过的其中一种替换密码作了详细的描写。恺撒只是简单地把信息中的每一个字母用字母表中的该字母后的第三个字母代替。这种密码替换通常叫做恺撒移位密码,或简单的说,恺撒密码。
尽管苏托尼厄斯仅提到三个位置的恺撒移位,但显然从1到25个位置的移位我们都可以使用, 因此,为了使密码有更高的安全性,单字母替换密码就出现了。
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
只需重排密码表二十六个字母的顺序,允许密码表是明码表的任意一种重排,密钥就会增加到四千亿亿亿多种,我们就有超过4×1027种密码表。破解就变得很困难。
如何破解包括恺撒密码在内的单字母替换密码?
方法:字母频度分析
尽管我们不知道是谁发现了字母频度的差异可以用于破解密码。但是9世纪的科学家阿尔·金迪在《关于破译加密信息的手稿》对该技术做了最早的描述。
“如果我们知道一条加密信息所使用的语言,那么破译这条加密信息的方法就是找出同样的语言写的一篇其他文章,大约一页纸长,然后我们计算其中每个字母的出现频率。我们将频率最高的字母标为1号,频率排第2的标为2号,第三标为3号,依次类推,直到数完样品文章中所有字母。然后我们观察需要破译的密文,同样分类出所有的字母,找出频率最高的字母,并全部用样本文章中最高频率的字母替换。第二高频的字母用样本中2号代替,第三则用3号替换,直到密文中所有字母均已被样本中的字母替换。”
以英文为例,首先我们以一篇或几篇一定长度的普通文章,建立字母表中每个字母的频度表。
在分析密文中的字母频率,将其对照即可破解。
虽然设密者后来针对频率分析技术对以前的设密方法做了些改进,比如说引进空符号等,目的是为了打破正常的字母出现频率。但是小的改进已经无法掩盖单字母替换法的巨大缺陷了。到16世纪,最好的密码破译师已经能够破译当时大多数的加密信息。
局限性:
短文可能严重偏离标准频率,加入文章少于100个字母,那么对它的解密就会比较困难。
而且不是所有文章都适用标准频度:
1969年,法国作家乔治斯·佩雷克写了一部200页的小说《逃亡》,其中没有一个含有字母e的单词。更令人称奇的是英国小说家和拼论家吉尔伯特·阿代尔成功地将《逃亡》翻译成英文,而且其中也没有一个字母e。阿代尔将这部译着命名为《真空》。如果这本书用单密码表进行加密,那么频度分析破解它会受到很大的困难。
一套新的密码系统由维热纳尔(Blaise de Vigenere)于16世纪末确立。其密码不再用一个密码表来加密,而是使用了26个不同的密码表。这种密码表最大的优点在于能够克制频度分析,从而提供更好的安全保障。
“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。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:
RETURN TO ROME
用恺撒密码加密后就成为:
UHWXUA WR URPH
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: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: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:THE FAULT, DEAR BRUTUS, LIES NOT IN OUR STARS BUT IN OURSELVES.
密文:MAX YTNEM, WXTK UKNMNL, EBXL GHM BG HNK LMTKL UNM BG HNKLXEOXL.
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。