密码学3

1.Vigenere加密法

①自动秘钥加密法的一个简化形式

②基于关键词的加密系统，关键词写在明文上面不断书写

例：关键词为“hold”，明文为“this is the plaintext”

秘钥   h o  l  d  h  o  l  d  h o  l  d  h o  l  d h o

明文   t  h  i  s   i   s  t  h  e  p  l  a  i  n  t  e  x  t

密文   a  v  t  v  p  g  e  k  l  d  w d p  b e  h d h

Vigenere表

③多码加密法的性质：同一个密文字母可以用来表示多个明文字母

2.Vigenere加密法的分析

①IC：一致性索引，用来区别单码和多码加密法的工具

基于凹凸度量（MR，表示字母分布频率的高低）

单码加密法的IC值大约为0.066，对于完全平滑文字，其值为0.038

若IC值位于0.038-0.066，该加密法可能是多码加密法

②秘钥的重复部分与明文中的重复部分连接，在密文中也产生一个重复部分

③Kasuski法：通过查看密文重复部分，来发现多码秘钥的长度

2.自动秘钥加密法

①关键词只使用一次，明文为加密法提供其余文字

并使用标准的Vigenere表

例：关键词“alice”

秘钥   a l  i  c  e  i  h  o  p e  t  h  i  s  w  o  r   k  

明文   i  h  o  p e  t  h  i  s  w  o  r   k  s  b  e   t

密文   i  s  w  r  i  b  o  w  h  a  h  y  s  k  x  s  k

②缺点：加密解密过程中任何一个地方错误都将影响其后的所有文字

4.自动秘钥加密法的分析

①确定关键词长度，根据长度分组

②蛮力***法：对关键词的字母尝试26种可能性，以便重构明文

5.Nihilist加密法

①在5*5的矩阵中填入关键词（去除重复的字母）然后继续按顺序填写其他字母（没有j）构成Polybius方格

例：关键词为“example”

Polybius方格为

    1   2   3   4   5

1  e   x   a   m  p

2   l   b   c   d   f

3  g   h   i   j    n

4  o   q   r   s    t

5  u   v   w  y   z

②选取另一个关键词，利用Polybius方格将关键词转变为数字，接着利用同一个方格将明文转换为数字

③要生成密文，将关键词-明文数字对相加（若和＞100则-100，若密文数字＜12则在-关键词数字之前+100）

6.圆柱面加密法

①使用多个回转轮，每个回转轮实现单码加密，组合在一起每个字母加密后产生一种新的替换模式

7.圆柱面加密法的分析

de Viaris法：已知明文***法，通过扫描圆柱面的正确排列顺序来破解圆柱面加密法

假设两个事实：

1）该加密法是Bazeries圆柱面加密法，且已知圆柱面内容

2）至少知道一个明文单词

8.回转轮加密法

用电机系统来实现多码变换，Enigma加密法是一种

9.Enigma加密法的破解

①创建一个公共秘钥并发送加密信息的步骤：

1）按官方的每日秘钥设置加密机

2）输入操作员为消息选择的秘钥（三个字母）

3）重复2），再次输入操作员所选的秘钥

4）将轮还原到由操作员秘钥确定的起始位置

5）发送消息

10.加密机历史简介

（网上几乎都找不到资料…）

①Enigma（二战期间德军使用）

第一个回转轮每转动一位就转动一个字母，当转动26个位置后，第二个轮就转动一位，以此类推

②ECM（美军使用，直至1959年）

可在另两组回转轮的控制下以任意方式转动

11.一些术语

①自动秘钥法：通过把明文或密文作为部分秘钥，从而扩展秘钥长度的方法

②同音异议加密法：将每个明文字母用多个密文符号来替换的加密法