简易密码与破译

吉言

摘 要 本文简要地介绍了简易密码系统以及移位密码，仿射密码，以及仿射密码的破解。

关键词 密码学 简易密码 破译

中图分类号：TN918.2 文献标识码：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密碼学简介

随着信息技术的发展，互联网的普及，以及网上交易的进行，密码在人们生活中占据着越来越高的地位。从生活到军事，都有着密码的运用。

密码有着悠久的历史，其最早可以追溯至古罗马时代。而自从1949年，美国科学家Shannon的《保密通信的信息理论》一文的发表，密码学研究进入了新的时代，并正式被作为一门科学的理论进行研究。

保密是密码学最重要的部分之一。即在通讯双方应用不安全渠道进行通信的时候，密码学被用来保证通信安全，不让第三方，也就是攻击者，了解通讯内容。其中，通讯双方交流内容被称为明文。为了保证明文不被攻击者所知晓，通讯一方需要在传递信息前将明文通过密钥进行加密，得到的结果称之为密文，同时将密钥通过安全通道发给另一方。另一方在收到密文以及密钥后可以进行解密，从而获得密文。攻击者可以截获密文，但因为缺少密钥，无法知道明文内容。

2 密码体制

密码体制需要包括以下几元素：

（1）M：明文消息空间，表示所有有可能的明文组成的有限集。

（2）C：密文消息空间，表示所有有可能的密文组成的有限集。

（3）K：密钥空间，表示所有有可能的密钥组成的有限集。

（4）E：加密算法合集。

（5）D：解密算法合集。

密码体制所需要满足的条件是：对于任意Key=K，存在加密规则dkey∈D，使得任意明文x∈M，ekey（X）∈C且dkey（ekey（X））=x。需要注意的是，密钥ekey需要具有可逆性，即可用ekey进行加密，也可用相应的dkey进行解密。

3 移位密码简介

移位密码通常用来加密英文符号。采用每一个字母有序移动Key位的方法进行加密。因此，K=Z26，密钥空间与字母表一一对应。

此处结果出现了负数，而不是原本的明文。当解密出现负数的时候，从表格中最后一位数字向前推位，便可以得到应有的原文。这里从表格中最后一位25先前推12位，得到的便是排在14位的O。

5 破解仿射密码

破解密码的技术随着密码的发展也在进步。一般密码分析都在Kerckhoffs假设下（Kerckhoffs假设：攻击者知道对方所使用的密码系统，包括明文的统计特性，加密体制，密钥空间以及其统计特性，但不知道密钥）。

常见的密码分析攻击有四种：惟密文攻击，已知明文攻击，选择明文攻击，选择密文攻击。攻击强度依次增大。

首先需要明确的是，大部分简易密码都是为了英语进行加密的，所以很多密码分析都统计了英文语言的特性，以下表格显示了Beker和Piper统计的英文中各个字符出现的概率（表2）。

6 结语

密码学的研究是军事的产物，而在信息技术发达的今天，密码已经变成了一把钥匙，有了这把钥匙便可以知道一个人的全部信息。本文只提及了一些粗浅的皮毛，更多的例如Rabin算法，ElGamal算法感兴趣的也可以进一步学习。此外，大家也不妨学习一些基本的加密手段，例如本文中所介绍的，以保障密码的安全。

参考文献

[1] 范九伦著.密码学基础.西安电子科技大学出版社，2008.8.

[2] 北京交通大学交通运输学院：谢清霞，于灏，于海妹，余珊，于曼迪.重合指数法的研究，http：//www.docin.com/p-147014653.html？ref=360.

[3] Stinson D R著.密码学——理论和实践.通信保密，1996（4）.