趣味密码学课件
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1-1-2-3-5-8-13-21
斐波那契数列 这就暗示着，谜题中的文字也 是经过乱序排列的。
Leonardo da Vinci !（莱昂纳多·达·芬奇！） The Mona Lisa !（蒙娜丽莎！）
(1)置换密码
置换密码的最大特点： 明文和密文中所含的元素是相同的，仅仅是位置不
同而已。
➢ 置换密码虽然简单，而且还不很安全，但是许多 现代密码体制中都或多或少地利用了置换方式。
将字母表前移或者后错几位，例如： • 明码表：ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ • 密码表：DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC • 这就形成了一个简单的密码表，如果我想写frzy（明文），
那么对照上面密码表编成密码也就是iucb（密文）了。密 码表可以自己选择移几位，移动的位数也就是密钥。
日军当时使用的密码体系代号为JN25，比较复杂。但是美 军破译这个密码的手法却是一种非常经典的解密技术。其 基本方法是，直接分析密文，根据字符出现的频率分布逆 推出密码表。比如研究证明，英语文章里面26个字母的出 现频率总是固定的，于是我们就可以根据统计得来的数据 解析出原始的密码表。因此，单纯以字母替换为基础的密 码体系是非常脆弱的，可以说是形同虚设。
补充知识—摩尔斯密码
A *H **** O ---
V ***-
B -*** I ** P *--*
W *--
0 ----- 1 *---5 ***** 6 -****
句号 *-*-*长破折号 -***-
C -*-* J *--Q --*-
X -**-
D -** K -*R *-*
Y -*--
2 **--- 3 ***-7 --*** 8 ---**
*栅栏易位法
把将要传递的信息中的字母交替排成上下两行，再将 下面一行字母排在上面一行的后边，从而形成一段密码。 例如密文：
TEOGSDYUTAENNHLNETAMSHVAED
T E O G S D Y U TAE N N H L N E TAM S H VAE D
再将第二行字母分别放入第一行中，得到以下结果 ：
趣味密码学
主讲：尤子锌
我闻西方大士，
隐 为人了却凡心。 写 秋来明月照蓬门， 术 香满禅房幽径。
屈指灵山会后，
居然紫竹成林。
童男童女拜观音，
仆仆何嫌荣顿？
隐写术是将秘密消息隐藏在 其他消息中，这样真正存在的 信息被隐藏了。
wk.baidu.com
达·芬奇密码
13-3-2-21-1-1-8-5 O Draconian devil ! （啊，严酷的魔王！） Oh Lame Saint ! （噢，瘸腿的圣徒！）
THE LONGEST DAY MUST HAVE AN END.
(2)替代密码
明文中每一个字符被替换成密文中的另外一个字符， 接收者对密文进行逆替换以恢复明文。
➢ 简单替代密码：明文的一个字符用相应的一个密文字符替 代。
➢ 多名码替代密码：它与简单替代密码系统相似，惟一的不 同是单个字符明文可以映射成密文的几个字符之一。
(1)置换密码
置换是一种最基本的数学变换，每个置换都可以用一 个整数序列来表示。
例如：P=（2，1，4，3）表示这样一个置换：将位置1和 位置2对调，同时将位置3和位置4对调。每个置换都有一 个与之对应的逆置换。序列经过置换和其逆置换之后，将 保持不变。有时置换与其逆置换可能在形式上是相同的， 例如，上述P的逆置换也是Q =（2，1，4，3）。
珍珠港
1942年4月和5月期间，在美军截获的 日军通讯中，有一个“AF”名称出现 的频率和次数明显增多，罗奇福特少 校领导的情报小组绞尽脑汁，终于在 堆积如山的侦抄电文中找到一份日军 偷袭珍珠港时的电报，电文曾提到 “AF”，说一架日军水上飞机需要在 “AF”附近的一个小珊瑚岛上加油。 因此罗奇福特推断，“AF”只能是指 中途岛。
➢ 多字母替代密码：字符块被成组加密，例如“ABA”可能对 应于“RTQ”，ABB可能对应于“SLL”等。
➢ 多表替代密码：由多个简单的替代密码构成，例如，可能 有5个不同的简单替代密码，分别用于替代明文中不同位置 的字符。
*凯撒（Caesar）密码
当年凯撒指导军团作战，使用的就是这套密码体系。 这在密码史上产生了重要的影响，不能不说是一个经典。
a 8.2 e 12.7 i 7.0 m 2.4 q 0.1 u 2.8 y 2.0
b 1.5 f 2.2 j 0.2 n 6.7 r 6.0 v 1.0 z 0.1
c 2.8 g 2.0 k 0.8 o 7.5 s 6.3 w 2.4
d 4.3 h 6.1 l 4.0 p 1.9 t 9.1 x 0.2
*维热纳尔方阵(Vigenère密码)
之前所说的频率分析，很容易破解较长篇幅的密文， 于是维热纳尔继承前人的经验，创造出了这个维热纳尔方 阵，从而克服了词频分析轻易能够破解密码的弊端，成为 一种较为强大的密码编译形式。
举例：
密钥：frzy 密文：qfuc
解：第一个字母，看以f开头第五行，对应明码表查找q字母 所标示的字母为l。以此类推找出后面字母。所得明文为 love。
这是畅销小说《达·芬奇密码》 里面出现的第一段密码。在故事中， 卢浮宫博物馆馆长被人杀害，临死前 用隐写笔在地上写下了这样一段令人 费解的文字，其中隐藏了重要的信息。 主角是如何破译这段密码的呢？
他通过分析发现开头的“13-32-21-1-1-8-5”是解密的关键 所在。
13-3-2-21-1-1-8-5
逗号 --**-连字符 -****-
E* L *-** S ***
Z --**
F **-* M -T-
4 ****9 ----*
问号 **--** 分数线 -**-*
G --* N -* U **-
*表示滴，-表示哒。 摩尔斯密码是我们生 活中非常常见的一种 密码形式，例如电报 就用的是这个。
斐波那契数列 这就暗示着，谜题中的文字也 是经过乱序排列的。
Leonardo da Vinci !（莱昂纳多·达·芬奇！） The Mona Lisa !（蒙娜丽莎！）
(1)置换密码
置换密码的最大特点： 明文和密文中所含的元素是相同的，仅仅是位置不
同而已。
➢ 置换密码虽然简单，而且还不很安全，但是许多 现代密码体制中都或多或少地利用了置换方式。
将字母表前移或者后错几位，例如： • 明码表：ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ • 密码表：DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC • 这就形成了一个简单的密码表，如果我想写frzy（明文），
那么对照上面密码表编成密码也就是iucb（密文）了。密 码表可以自己选择移几位，移动的位数也就是密钥。
日军当时使用的密码体系代号为JN25，比较复杂。但是美 军破译这个密码的手法却是一种非常经典的解密技术。其 基本方法是，直接分析密文，根据字符出现的频率分布逆 推出密码表。比如研究证明，英语文章里面26个字母的出 现频率总是固定的，于是我们就可以根据统计得来的数据 解析出原始的密码表。因此，单纯以字母替换为基础的密 码体系是非常脆弱的，可以说是形同虚设。
补充知识—摩尔斯密码
A *H **** O ---
V ***-
B -*** I ** P *--*
W *--
0 ----- 1 *---5 ***** 6 -****
句号 *-*-*长破折号 -***-
C -*-* J *--Q --*-
X -**-
D -** K -*R *-*
Y -*--
2 **--- 3 ***-7 --*** 8 ---**
*栅栏易位法
把将要传递的信息中的字母交替排成上下两行，再将 下面一行字母排在上面一行的后边，从而形成一段密码。 例如密文：
TEOGSDYUTAENNHLNETAMSHVAED
T E O G S D Y U TAE N N H L N E TAM S H VAE D
再将第二行字母分别放入第一行中，得到以下结果 ：
趣味密码学
主讲：尤子锌
我闻西方大士，
隐 为人了却凡心。 写 秋来明月照蓬门， 术 香满禅房幽径。
屈指灵山会后，
居然紫竹成林。
童男童女拜观音，
仆仆何嫌荣顿？
隐写术是将秘密消息隐藏在 其他消息中，这样真正存在的 信息被隐藏了。
wk.baidu.com
达·芬奇密码
13-3-2-21-1-1-8-5 O Draconian devil ! （啊，严酷的魔王！） Oh Lame Saint ! （噢，瘸腿的圣徒！）
THE LONGEST DAY MUST HAVE AN END.
(2)替代密码
明文中每一个字符被替换成密文中的另外一个字符， 接收者对密文进行逆替换以恢复明文。
➢ 简单替代密码：明文的一个字符用相应的一个密文字符替 代。
➢ 多名码替代密码：它与简单替代密码系统相似，惟一的不 同是单个字符明文可以映射成密文的几个字符之一。
(1)置换密码
置换是一种最基本的数学变换，每个置换都可以用一 个整数序列来表示。
例如：P=（2，1，4，3）表示这样一个置换：将位置1和 位置2对调，同时将位置3和位置4对调。每个置换都有一 个与之对应的逆置换。序列经过置换和其逆置换之后，将 保持不变。有时置换与其逆置换可能在形式上是相同的， 例如，上述P的逆置换也是Q =（2，1，4，3）。
珍珠港
1942年4月和5月期间，在美军截获的 日军通讯中，有一个“AF”名称出现 的频率和次数明显增多，罗奇福特少 校领导的情报小组绞尽脑汁，终于在 堆积如山的侦抄电文中找到一份日军 偷袭珍珠港时的电报，电文曾提到 “AF”，说一架日军水上飞机需要在 “AF”附近的一个小珊瑚岛上加油。 因此罗奇福特推断，“AF”只能是指 中途岛。
➢ 多字母替代密码：字符块被成组加密，例如“ABA”可能对 应于“RTQ”，ABB可能对应于“SLL”等。
➢ 多表替代密码：由多个简单的替代密码构成，例如，可能 有5个不同的简单替代密码，分别用于替代明文中不同位置 的字符。
*凯撒（Caesar）密码
当年凯撒指导军团作战，使用的就是这套密码体系。 这在密码史上产生了重要的影响，不能不说是一个经典。
a 8.2 e 12.7 i 7.0 m 2.4 q 0.1 u 2.8 y 2.0
b 1.5 f 2.2 j 0.2 n 6.7 r 6.0 v 1.0 z 0.1
c 2.8 g 2.0 k 0.8 o 7.5 s 6.3 w 2.4
d 4.3 h 6.1 l 4.0 p 1.9 t 9.1 x 0.2
*维热纳尔方阵(Vigenère密码)
之前所说的频率分析，很容易破解较长篇幅的密文， 于是维热纳尔继承前人的经验，创造出了这个维热纳尔方 阵，从而克服了词频分析轻易能够破解密码的弊端，成为 一种较为强大的密码编译形式。
举例：
密钥：frzy 密文：qfuc
解：第一个字母，看以f开头第五行，对应明码表查找q字母 所标示的字母为l。以此类推找出后面字母。所得明文为 love。
这是畅销小说《达·芬奇密码》 里面出现的第一段密码。在故事中， 卢浮宫博物馆馆长被人杀害，临死前 用隐写笔在地上写下了这样一段令人 费解的文字，其中隐藏了重要的信息。 主角是如何破译这段密码的呢？
他通过分析发现开头的“13-32-21-1-1-8-5”是解密的关键 所在。
13-3-2-21-1-1-8-5
逗号 --**-连字符 -****-
E* L *-** S ***
Z --**
F **-* M -T-
4 ****9 ----*
问号 **--** 分数线 -**-*
G --* N -* U **-
*表示滴，-表示哒。 摩尔斯密码是我们生 活中非常常见的一种 密码形式，例如电报 就用的是这个。