簡(jiǎn)易密碼與破譯

吉言

摘 要 本文簡(jiǎn)要地介紹了簡(jiǎn)易密碼系統(tǒng)以及移位密碼，仿射密碼，以及仿射密碼的破解。

關(guān)鍵詞 密碼學(xué) 簡(jiǎn)易密碼 破譯

中圖分類號(hào)：TN918.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.11.072

Abstract This article briefly introduces the simple password system and the shift password， affine password， as well as the affine password cracking.

Keywords cryptography； simple password； decoding

1密碼學(xué)簡(jiǎn)介

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)的普及，以及網(wǎng)上交易的進(jìn)行，密碼在人們生活中占據(jù)著越來越高的地位。從生活到軍事，都有著密碼的運(yùn)用。

密碼有著悠久的歷史，其最早可以追溯至古羅馬時(shí)代。而自從1949年，美國(guó)科學(xué)家Shannon的《保密通信的信息理論》一文的發(fā)表，密碼學(xué)研究進(jìn)入了新的時(shí)代，并正式被作為一門科學(xué)的理論進(jìn)行研究。

保密是密碼學(xué)最重要的部分之一。即在通訊雙方應(yīng)用不安全渠道進(jìn)行通信的時(shí)候，密碼學(xué)被用來保證通信安全，不讓第三方，也就是攻擊者，了解通訊內(nèi)容。其中，通訊雙方交流內(nèi)容被稱為明文。為了保證明文不被攻擊者所知曉，通訊一方需要在傳遞信息前將明文通過密鑰進(jìn)行加密，得到的結(jié)果稱之為密文，同時(shí)將密鑰通過安全通道發(fā)給另一方。另一方在收到密文以及密鑰后可以進(jìn)行解密，從而獲得密文。攻擊者可以截獲密文，但因?yàn)槿鄙倜荑€，無法知道明文內(nèi)容。

2 密碼體制

密碼體制需要包括以下幾元素：

（1）M：明文消息空間，表示所有有可能的明文組成的有限集。

（2）C：密文消息空間，表示所有有可能的密文組成的有限集。

（3）K：密鑰空間，表示所有有可能的密鑰組成的有限集。

（4）E：加密算法合集。

（5）D：解密算法合集。

密碼體制所需要滿足的條件是：對(duì)于任意Key=K，存在加密規(guī)則dkey∈D，使得任意明文x∈M，ekey（X）∈C且dkey（ekey（X））=x。需要注意的是，密鑰ekey需要具有可逆性，即可用ekey進(jìn)行加密，也可用相應(yīng)的dkey進(jìn)行解密。

3 移位密碼簡(jiǎn)介

移位密碼通常用來加密英文符號(hào)。采用每一個(gè)字母有序移動(dòng)Key位的方法進(jìn)行加密。因此，K=Z26，密鑰空間與字母表一一對(duì)應(yīng)。

此處結(jié)果出現(xiàn)了負(fù)數(shù)，而不是原本的明文。當(dāng)解密出現(xiàn)負(fù)數(shù)的時(shí)候，從表格中最后一位數(shù)字向前推位，便可以得到應(yīng)有的原文。這里從表格中最后一位25先前推12位，得到的便是排在14位的O。

5 破解仿射密碼

破解密碼的技術(shù)隨著密碼的發(fā)展也在進(jìn)步。一般密碼分析都在Kerckhoffs假設(shè)下（Kerckhoffs假設(shè)：攻擊者知道對(duì)方所使用的密碼系統(tǒng)，包括明文的統(tǒng)計(jì)特性，加密體制，密鑰空間以及其統(tǒng)計(jì)特性，但不知道密鑰）。

常見的密碼分析攻擊有四種：惟密文攻擊，已知明文攻擊，選擇明文攻擊，選擇密文攻擊。攻擊強(qiáng)度依次增大。

首先需要明確的是，大部分簡(jiǎn)易密碼都是為了英語進(jìn)行加密的，所以很多密碼分析都統(tǒng)計(jì)了英文語言的特性，以下表格顯示了Beker和Piper統(tǒng)計(jì)的英文中各個(gè)字符出現(xiàn)的概率（表2）。

6 結(jié)語

密碼學(xué)的研究是軍事的產(chǎn)物，而在信息技術(shù)發(fā)達(dá)的今天，密碼已經(jīng)變成了一把鑰匙，有了這把鑰匙便可以知道一個(gè)人的全部信息。本文只提及了一些粗淺的皮毛，更多的例如Rabin算法，ElGamal算法感興趣的也可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)。此外，大家也不妨學(xué)習(xí)一些基本的加密手段，例如本文中所介紹的，以保障密碼的安全。

參考文獻(xiàn)

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