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现代密码学-传统密码技术(置换、代换密码)

目录

置换密码/换位密码

列置换

周期置换

代换密码

单表代换密码

多表代换密码

参考

        置换密码(permutation cipher)又叫换位密码(transposi-tioncipher),它根据一定的规则重新排列明文,以便打破明文的结构特性。置换密码的特点是保持明文的所有字符不变,只是利用置换打乱了明文字符的位置和次序。

    最常见的置换密码有两种:

列置换密码(明文p遵照密钥的规程按列换位并且按列读出序列得到密文c);

周期置换密码(将明文p按固定长度m分组,然后对每组按1,2…,m的某个置换重排位置从而得到密文c)。

加密过程

将明文p以设定的固定分组宽度m按行写出,即每行有m个字符。若明文长度不是m的整数倍,则不足部分用双方约定的方式填充,如双方约定用空格代替空缺处字符,不妨设最后得字符矩阵

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按1,2…,m的某一置换

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交换列的位置次序得字符矩阵

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把矩阵

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按列1,2…,n的顺序依次读出得密文序列c。

举例

2022年北京冬季奥运会,英文为"the xxiv olympic winter games",假定m为5,发送时没有空格,

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1列内容换到4,4列内容换到3,3列内容换到1,2、5列互换。

明文:thexxivolympicwintergames

密文:eoitmxywrsxlceetimighvpna

加密密钥:

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解密过程

  将密文c按与加密过程相同的分组宽度m按列写得到字符矩阵

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  按加密过程用的置换

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的逆置换

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  把矩阵

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按1,2,…,m行的顺序依次读出得明文p。

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 解密密钥:

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        周期置换密码是将明文串p按固定长度m分组,然后对每组中的子串按1,2…,m的某个置换重排位置从而得到密文c。其中密钥

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包含分组长度信息。解密时同样对密文c按长度m分组,并按口的逆置换

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把每组子串重新排列位置从而得到明文p。

加密“state key laboratory of networking and switching",不含空格,m为7。加密密钥

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=(15623)

明文分7组:

    (statek)(eylabo)(ratory)(ofnetw)(orking)(andswi)(tching)

加密变换:

    (akttse)(loyaeb)(tyaorr)(nwfeot)(kgrion)(dinsaw)(hgcitn)

最终密文:

    akttseloyaebtyaorrnwfeotkgriondinsawhgcitn

由加密密钥易知解密密钥:

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=(13265),解密易实现,请读者自行尝试。

    所谓代换,就是将明文中的一个字母由其它字母、数字或符号替代的一种方法。

    代换密码是指建立一个代换表,加密时将需要加密的明文依次通过查表,替换为相应的字符,明文字符被逐个替换后,生成无任何意义的字符串,即密文。这样的代换表,通常称为密钥。

对明文消息中出现的同一个字母,在加密时都使用同一固定的字母来代换,不管它出现在什么地方。如凯撒、仿射等。

凯撒密码

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(密钥n)进行偏移后被替换成密文。

加解密方法如下:

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当密钥n是3时:

明文字母表:abcdefghijklmnopqrstuvwxyz。

密文字母表:defghijklmnopqrstuvwxyzabc。

加密过程如下:

明文:the quick brown fox jumps over the lazy dog ;

密文:wkh txlfn eurzq ira mxpsv ryhu wkh odcb grj。

解密逆过程即可,可以自己写个小程序,输入明文/密文、密钥,得到结果,当然,也有在线工具箱。

现代密码学-传统密码技术(置换、代换密码)

找的在线加解密工具箱,网址在参考部分

明文消息中出现的同一个字母,在加密时不是完全被同一固定的字母代换,而是根据其出现的位置次序,用不同的字母代换。多表代换密码是利用多个单表代替密码构成的密码体制,它在对明文进行加密的过程中依照密钥轮流使用多个单表代替密码。如维吉利亚、playfair、转轮等。

维吉尼亚密码

是使用一系列凯撒密码组成密码字母表的加密算法,属于多表密码的一种简单形式。

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假设明文为:

attackatdawn

选择某一关键词并重复而得到密钥,如关键词为lemon时,密钥为:

lemonlemonle

对于明文的第一个字母a,对应密钥的第一个字母l,于是使用表格中l行字母表进行加密,得到密文第一个字母l。类似地,明文第二个字母t,在表格中使用对应的e行进行加密,得到密文第二个字母x。以此类推,即:

明文:attackatdawn

密钥:lemonlemonle

密文:lxfopvefrnhr

 解密过程相反

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加解密在线工具-一个工具箱

千千秀字-维吉尼亚加解密

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