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词条 凯撒码
释义

凯撒加密(Caesar cipher)是一种简单的消息编码方式:它根据字母表将消息中的每个字母移动常量位k。举个例子如果k等于3,则在编码后的消息中,每个字母都会向前移动3位:a会被替换为d;b会被替换成f;依此类推。字母表末尾将回卷到字母表开头。于是,w会被替换为z, x会被替换为a。在解码消息的时候,每个字母会反方向移动同样的位数。

凯撒码的起源

凯撒密码(Caesar Code)

“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。

举例

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。

凯撒码的发展

多表密码

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。

“维吉尼亚”密码

“维吉尼亚”密码由16世纪法国亨利三世王朝的布莱瑟·维吉尼亚发明的,如下表:

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(key),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

总结

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。

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更新时间:2024/11/16 19:26:44