密码学基础

密码学常识

□秋雨灰灰

目录

密码常识

字母表顺序-数字

进制转换密码

Mod算法

倒序

间隔

字母频率

凯撒密码(Caesar Shifts, Simple Shift)

凯撒移位(中文版)

栅栏密码(The Rail-Fence Cipher)

维吉尼亚密码(Vigenère Cipher)

Polybius密码(Polybius Cipher)

ADFGX/ADFGVX密码(ADFGX/ADFGVX Cipher)

ADFGX

ADFGVX

乘法密码(Multiplication Cipher)

仿射密码(Affine Shift)

希尔密码(Hill Cipher)

加密

解密

Playfair密码(Playfair Cipher)

莫尔斯电码

置换密码(Transposition Cipher)

替代密码(Monoalphabetic Substitution)

字母表数字

字母表代码

反字母表

随机乱序字母

棋盘密码

键盘密码

键盘移位

软键盘密码

数字小键盘密码

手机键盘密码

数字记忆编码

百度/Google/网页字符

百度字符(GB2312)

Google字符(URI)

网页编码(Unicode)

Alt+数字小键盘

MD5

【密码常识】

字母表顺序-数字

加密的时候，经常要把A至Z这26个字母转换成数字，最常见的一种方法就是取字母表中的数字序号。A代表1，B代表2，C代表3……

字母 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

数字 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

进制转换密码

例如二进制：1110 10101 1101 10 101 10010 1111 1110 101

转为十进制：14 21 13 2 5 18 15 14 5

对应字母表：number

Mod算法

我们可以对字母序号进行数学运算，然后把所得的结果作为密文。当运算结果大于26或小于1的时候，我们希望把这个数值转为1~26的范围，那么取这个数除以26的余数即可。

Mod就是求余数的运算符，有时也用“%”表示。例如29 Mod 26 = 3，或写成29 % 26 = 3，意思是29除以26的余数是3。

倒序

加密时为经常要对字符进行倒序处理。如果让你按abcdef...的顺序背出字母表的每个字母会很容易，但是如果是zyxwvu...的顺序那就很难背出来了。一个很熟悉的单词，如果按相反的顺序拼写，可能就会感到很陌生。

例如“love”字母倒过来拼就是“evol”。

具体加密时倒序有很多种方案，需要灵活运用。例如：

每个单词的倒序：siht si a tset - this is a test

整句的倒序：tset a si siht - this is a test

数字的倒序：02 50 91 02 - 20 05 19 20(test)

间隔

单词之间的间隔一般使用空格。在加密时常常要去掉空格，但有时某些字母或数字来替代空格也不失为一种好的加密方案。错误空格位置也会起到很强的误导作用。

例如：t hi sis at est - this is a test

字母频率

频率分析法可以有效的破解单字母替换密码。

关于词频问题的密码，我在这里提供英文字母的出现频率给大家，其中数字全部是出现的百分比：

a 8.2

b 1.5

c 2.8

d 4.3

e 12.7

f 2.2

g 2.0

h 6.1

i 7.0 j 0.2 k 0.8 l 4.0

m 2.4 n 6.7 o 7.5 p 1.9

q 0.1 r 6.0 s 6.3 t 9.1

u 2.8 v 1.0 w 2.4 x 0.2

y 2.0 z 0.1

词频法其实就是计算各个字母在文章中的出现频率，然后大概猜测出明码表，最后验证自己的推算是否正确。这种方法由于要统计字母出现频率，需要花费时间较长。参考《跳舞的小人》和《金甲虫》。

【凯撒密码(Caesar Shifts, Simple Shift)】

也称凯撒移位，是最简单的加密方法之一，相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。

加密公式：密文 = (明文 + 位移数) Mod 26

解密公式：明文 = (密文 - 位移数) Mod 26

以《数字城堡》中的一组密码为例：

HL FKZC VD LDS

只需把每个字母都按字母表中的顺序依次后移一个字母即可——A变成B，B就成了C，依此类推。因此明文为：

IM GLAD WE MET

英文字母的移位以移25位为一个循环，移26位等于没有移位。所以可以用穷举法列出所有可能的组合。

例如：phhw ph diwhu wkh wrjd sduwb

利用电脑可以方便地列出所有组合，然后从中选出有意义的话：

qiix qi ejxiv xli xske tevxc

rjjy rj fkyjw ymj ytlf ufwyd

skkz sk glzkx znk zumg vgxze

tlla tl hmaly aol avnh whyaf

ummb um inbmz bpm bwoi xizbg

vnnc vn jocna cqn cxpj yjach

wood wo kpdob dro dyqk zkbdi

xppe xp lqepc esp ezrl alcej

yqqf yq mrfqd ftq fasm bmdfk

zrrg zr nsgre gur gbtn cnegl

assh as othsf hvs hcuo dofhm