趣味隐写术及密码术

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轻工大学选修课

趣味隐写术与密码术(通识)大作业

学院: 数学与计算机学院

专业: 计算机技术与科学

: 晶

学号: 1305110009

时间: 2016.05.09

1.简述常用隐写术与密码术分为哪几类?并应用举例说明。答:目前常用的隐写术和密码术有:变色隐写药水,藏头诗,字符替换,摩氏密码,现代加解密技术,其中包括对称加密解密技术和非对称加密解密技术等,下面一一举例说明。

1)隐写术

1. 隐写药水:淀粉(米汤)写字,紫药水显影,柠檬水写字在水蒸气下显示。

案例:传统谍战电影《风声》

2.藏头诗

a. 藏于诗中:有效信息藏于诗词中,根据意思得到。

案例:《想做你妻》

木目跨于心,古人做反文。小和尚光头,凄惨无泪水。

b.藏于诗头:

庐剧《无双缘》

早妆未罢暗凝眉,迎户愁看紫燕飞,无力回天春已老,双栖画栋不如归。

c.藏于诗尾:

别后空愁我,永言形友爱。六合已姓,风枝不可静。

c.藏于诗中间:

陇上行人夜吹笛,女墙犹在夜乌啼。颇黎枕上闻天鸡,本期沧海堪投迹。

2)密码术

字母表替代法

1、顺序字符替换法

从26个英文字母表中第N个字符开始替换,把后面的字母依次写入取N=h 新的字母表顺序为:

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

对应原始字母表顺序:

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

原始明文信息:I am Han jing

用上述字符替换法加密后的密文信息:S ht Ohu qpun

2、keyword字符替换法

从26个英文字母表中取出keyword字符放在字母表开头,然后按顺序摆放剩余字母,形成新的字母表顺序为

k e y w o r d a b c f g h I j l m n p q s t u v x z

对应原始字母表顺序

a b c d e f g h I j k L m n o p q r s t u v w s y z

原始明文信息:I am Han jing

用上述字符替换法加密后的密文信息:B kh Aki cbhd

3、栅栏密码

就是把要加密的明文分成N个一组,然后把每组的第1个个字连起来,形成一段无规律的话。不过栅栏密码本身有一个潜规则,就是组成栅栏的字母一般不会太多。

一般比较常见的是2栏的栅栏密码。

比如明文:I LOVE FCBARCELONA

去掉空格后变为:ILOVEFCBARCELONA

两个一组,得到:IL OV EF CB AR CE LO NA

先取出第一个字母:IOECACLN

再取出第二个字母:LVFBREOA

连在一起就是:IOECACLNLVFBREOA

而解密的时候,我们先把密文从中间分开,变为两行:

I O E C A C L N

L V F B R E O A

再按上下上下的顺序组合起来:

ILOVEFCBARCELONA

分出空格,就可以得到原文了:

I LOVE FCBARCELONA

当栅栏和拼音相结合后,诞生出一种奇妙的新思路:

如QGBKSYSHJIEUEIIIIAN

总共19个字母看似不符合栅栏的规则...其实是因为出现了一个叫做“捆绑”的东西:

Q G B K S Y SH J

I E U E I I I IAN

我们发现:上面是声母,下面是韵母...

3.仿射密码

加密和解密算法C= Ek(m)=(k1m+k2) mod n

M= Dk(c)=k3(c- k2) mod n(其中(k3 ×k1)mod26 = 1)

设密钥K= (7, 3), 用仿射密码加密明文hot。

三个字母对应的数值是7、14和19。分别加密如下:

(7×7 + 3) mod 26 = 52 mod 26 =0

(7×14 + 3) mod 26 = 101 mod 26 =23

(7×19 + 3) mod 26 =136 mod 26 =6

三个密文数值为0、23和6,对应的密文是AXG。

4、维吉尼亚密码

将26个凯撒密表合成一个,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。假如以表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:

明文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,依此类推,得出对应关系如下:

密钥:RELAT IONSR ELATI ONSRE LATIO NSREL

密文:KSMEH ZBBLK SMEMP OGAJX SEJCS FLZSY

5、博福特密码

是一种类似于维吉尼亚密码的替代密码,由弗朗西斯·蒲福(Francis Beaufort)发明。

博福特密码是按mod q减法运算的一种周期代替密码。

即ci+td=δi(mi+td)≡(ki-mi+td)(mod q)

符号:ki:密钥mi:明文ci:密文

例如,明文的第一个字母为D,则先在表格中找到第D列。由于密钥的第一个字母为F,于是D列从上往下找到F。这一F对应的行号为C,因而C便是密文的第一个字母。以此类推可以得到密文。

以下便是一个密钥为FORTIFICATION时的例子:

Defend the east wall of the castle去空格,

明文:DEFENDTHEEASTWALLOFTHECASTLE

密钥:FORTIFICATIONFORTIFICATIONFO

密文:CKMPVCPVWPIWUJOGIUAPVWRIWUUK

1、摩斯密码及编码术

摩斯密码是世界上最重要的密码技术之一,1843年美国发明者山缪摩斯建立了这一套摩斯密码的系统。摩斯密码是由”.”(短音嘀)与”-”(长音嗒)所组成的,它是在尚未被发明之前,用於长距离的电报电讯技术。因为摩斯密码的简易使用,人们在战争时期或是突发状况中会使用到它,而摩斯密码的传讯可以有许多的变化,它可以利用声音或是闪光灯的长短来分别表示”.”与”-”。

组成:短促的点信号“.”,读“的”(Di);保持一定时间的长信号“—”,读“答”(Da)。间隔时间:滴,1t;答,3t;滴答间,1t;字母间,3t;字间,5t。

1)、一点为一基本信号单位,一划的长度=3点的长度。

2)、在一个字母或数字,各点、划之间的间隔应为两点的长度。3)、字母(数字)与字母(数字)之间的间隔为7点的长度。

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