凯撒加密法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
凯撒加密法的加密、解密方法还能够通过同余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:
En(x)=(x+n)mod26{\displaystyle E_{n}(x)=(x+n)\mod 26}
解密就是:
Dn(x)=(x−n)mod26{\displaystyle D_{n}(x)=(x-n)\mod 26}
很简单嘛,系统中有一个主、从时钟,主时钟通过周期性的向网络中发送一个包含时间信息的信息包,从时钟收到后,进行时钟偏移测量和延迟测量,利用偏移量来修正从时钟的本地时钟,利用延迟量来解决线路延迟量的影响!
简单的说,就是位移加密。
比如你的密码是ABCDE
然后设置凯撒密码的偏移量为3的话
那加密之后的密码就是DEFGH
Tb tfii doxarxqb colj qeb rkfsbopfqv xcqbo clro vbxop exoa pqrav
恺撒密码
wigelrwladtrueoafmtuvhneeirsytiaetfrfraoyueshduasdrty
恺撒方阵
替代算法和置换移位法。
1.替代算法
替代算法指的是明文的字母由其他字母或数字或符号所代替。最著名的替代算法是恺撒密码。凯撒密码的原理很简单,其实就是单字母替换。我们看一个简单的例子:
明文:abcdefghijklmnopq
密文:defghijklmnopqrst
若明文为student,对应的密文则为vwxghqw 。在这个一一对应的算法中,恺撒密码将字母表用了一种顺序替代的方法来进行加密,此时密钥为3,即每个字母顺序推后3个。由于英文字母为26个,因此恺撒密码仅有26个可能的密钥,非常不安全。
为了加强安全性,人们想出了更进一步的方法:替代时不是有规律的,而是随机生成一个对照表。
明文:abcdefghijklmnopqrstuvwxyz
密文:xnyahpogzqwbtsflrcvmuekjdI
此时,若明文为student,对应的密文则为 vmuahsm 。这种情况下,解密函数是上面这个替代对照表的一个逆置换。
不过,有更好的加密手段,就会有更好的解密手段。而且无论怎样的改变字母表中的字母顺序,密码都有可能被人破解。由于英文单词中各字母出现的频度是不一样的,通过对字母频度的统计就可以很容易的对替换密码进行破译。为了抗击字母频度分析,随后产生了以置换移位法为主要加密手段的加密方法。
2.置换移位法
使用置换移位法的最著名的一种密码称为维吉尼亚密码。它以置换移位为基础的周期替换密码。
前面介绍的替代算法中,针对所有的明文字母,密钥要么是一个唯一的数,要么则是完全无规律可寻的。在维吉尼亚密码中,加密密钥是一个可被任意指定的字符串。加密密钥字符依次逐个作用于明文信息字符。明文信息长度往往会大于密钥字符串长度,而明文的每一个字符都需要有一个对应的密钥字符,因此密钥就需要不断循环,直至明文每一个字符都对应一个密钥字符。对密钥字符,我们规定密钥字母a,b,c,d……y,z对应的数字n为:0,1,2,3……24,25。每个明文字符首先找到对应的密钥字符,然后根据英文字母表按照密钥字符对应的数字n向后顺序推后n个字母,即可得到明文字符对应的密文字符。
如果密钥字为deceptive , 明文为 wearediscoveredsaveyourself,则加密的过程为:
明文: wearediscoveredsaveyourself
密钥: deceptivedeceptivedeceptive
密文: zicvtwqngrzgvtwavzhcqyglmgj
对明文中的第一个字符w,对应的密钥字符为d,它对应需要向后推3个字母,w,x,y,z,因此其对应的密文字符为z。上面的加密过程中,可以清晰的看到,密钥deceptive被重复使用。
古典密码体制将数学的方法引入到密码分析和研究中。这为现代加密技术的形成和发展奠定了坚实的基础。
凯撒密码很简单,其实就是单字母替换。我们看一个简单的例子:
明文:a b c d e f g h i j k l m n o p
密文:d e f g h i j k l m n o p q r s
若明文为student,对应的密文则为vwxghqw。在这个一一对应的算法中,凯撒密码将字母表用一种顺序替代的方法来进行加密,此时密钥为3,就是每个字母顺序推后3位。由于应为字母为26个,因此凯撒仅有26个可能的密钥,非常不安全。
类似的算法就是使替代不是有规律的,而是随机生成的一个对照表。比如置换移位算法里的维吉尼亚密码。