簡易密碼與破譯

吉言

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

關鍵詞 密碼學 簡易密碼 破譯

中圖分類號：TN918.2 文獻標識碼：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密碼學簡介

隨著信息技術的發(fā)展，互聯(lián)網的普及，以及網上交易的進行，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，都有著密碼的運用。

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

保密是密碼學最重要的部分之一。即在通訊雙方應用不安全渠道進行通信的時候，密碼學被用來保證通信安全，不讓第三方，也就是攻擊者，了解通訊內容。其中，通訊雙方交流內容被稱為明文。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行加密，得到的結果稱之為密文，同時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行解密，從而獲得密文。攻擊者可以截獲密文，但因為缺少密鑰，無法知道明文內容。

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進行加密，也可用相應的dkey進行解密。

3 移位密碼簡介

移位密碼通常用來加密英文符號。采用每一個字母有序移動Key位的方法進行加密。因此，K=Z26，密鑰空間與字母表一一對應。

此處結果出現(xiàn)了負數(shù)，而不是原本的明文。當解密出現(xiàn)負數(shù)的時候，從表格中最后一位數(shù)字向前推位，便可以得到應有的原文。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

破解密碼的技術隨著密碼的發(fā)展也在進步。一般密碼分析都在Kerckhoffs假設下（Kerckhoffs假設：攻擊者知道對方所使用的密碼系統(tǒng)，包括明文的統(tǒng)計特性，加密體制，密鑰空間以及其統(tǒng)計特性，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。攻擊強度依次增大。

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

6 結語

密碼學的研究是軍事的產物，而在信息技術發(fā)達的今天，密碼已經變成了一把鑰匙，有了這把鑰匙便可以知道一個人的全部信息。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一步學習。此外，大家也不妨學習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

[1] 范九倫著.密碼學基礎.西安電子科技大學出版社，2008.8.

[2] 北京交通大學交通運輸學院：謝清霞，于灝，于海妹，余珊，于曼迪.重合指數(shù)法的研究，http：//www.docin.com/p-147014653.html？ref=360.

[3] Stinson D R著.密碼學——理論和實踐.通信保密，1996（4）.