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字母 Y Z
概率 0.020 0.001
古典密码的密码分析方法
基于上述字母分布的先验知识，可以对一些古典密 码进行分析。
以仿射密码为例，假设我们获取了一段长度为57的密文： FMXVEDKAPHFERBNDKRXRSREFMORUDSDKD VSHVUFEDKAPRKDLYEVLRHHRH

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小练习： 对于一个仿射密码，假设密钥K=(11,5)，请描述加 密hot加密和解密的过程。
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小练习： 对于一个仿射密码，假设密钥K=(11,5)，请描述加 密hot加密和解密的过程。
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V WX Y Z 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5
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几种简单的古典密码体制

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几种简单的古典密码体制

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V WX Y Z 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5
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几种简单的古典密码体制
Liberty consists in doing what one desires.
L I B E R T Y C O N S I S T S I N D O I N G . 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 8 1 4 2 8 8 3 8 6 . 1 7 9 4 4 3 8 8 9 8 3 4 3 2 8 1 1 1 1 1 1 1 7 4 2 8 7 4 2 8 7 4 2 8 7 . 5 7 5 7 5 7 5 . . . . . . . . . . . . . . .
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古典密码的密码分析方法
考虑如下情况的密码分析情况：
唯密文攻击； 明文串是不包括标点符号以及空格普通英文文本； 根据相关统计分析，不同英文字母在英语中的出现概率是由 差别的，具体为：
字母 A B C D E F 概率 0.082 0.015 0.028 0.043 0.127 0.022 字母 G H I J K L 概率 0.020 0.061 0.070 0.002 0.008 0.040 字母 M N O P Q R 概率 0.024 0.067 0.075 0.019 0.001 0.060 字母 S T U V W X 概率 0.063 0.091 0.028 0.010 0.023 0.001
几种简单的古典密码体制

仿射变换：在几何上定义为两个向量空间之间的一 个仿射变换由一个线性变换接上一个几种简单的古典密码体制

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几种简单的古典密码体制

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几种简单的古典密码体制

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几种简单的古典密码体制
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古典密码的密码分析方法
密文的字母出现频次
字母 A B C D E F 频数 2 1 0 7 5 4 字母 G H I J K L 频数 0 5 0 0 5 2 字母 M N O P Q R 频数 2 1 1 2 0 8 字母 S T U V W X 频数 3 0 2 4 0 2 字母 Y Z 频数 1 0
k=6
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V WX Y Z 6 7 8 9
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5
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几种简单的古典密码体制
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乘积密码
如何增强密码算法的安全性呢？
明文
密文
明文
乘积密码体质：通过“乘积”方式组合密码体制，形成更为 复杂，安全性更好的密码算法
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主讲老师联系方式： ziqi_zhu@
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几种简单的古典密码体制

希尔密码也是一种多表代换密码
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密码学
Cryptography
武汉科技大学 计算机学院 信息安全专业 主讲老师：朱子奇
第二讲
古典密码学
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目
录
1
几种简单的古典密码体制
2
古典密码的密码分析方法
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几种简单的古典密码体制
几种简单的古典密码体制
移位密码
代换密码 仿射密码 维吉尼亚密码 希尔密码 置换密码
1 1 1 1 2 1 1 2 2 2 2 1 1 2 1 1 1 0 3 1 7 2 . 3 6 6 1 1 0 0 0 2 5 0 5 7 0 6 6 3 N Q Q L V K A K D U W Z U B H P R U Q Q C N .
在之前介绍的密码算法中，一旦秘钥被选定，则每个字母对应的数字都被加密变换 成对应的唯一数字。这类密码体制被称之为单表代换密码。 维吉尼亚密码中，一个字母可以被映射成m个字母中的一个，这一类密码体质被称 之为多表代换密码。
密文：Bhe yvirf ner oevrs, gung’f jul vg’f vzcbegnag gb fbnepu sbe zrnavat. 明文：Our lives are brief, that's why it's important to search for meaning.
-Desperate Housewives
解密置换表
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V WX Y Z d l r y v o h e z x w p t b g f j q n m u s k a c i
代换密码的可能置换有26！种。 移位密码是代换密码的一种特殊形式。
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几种简单的古典密码体制

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几种简单的古典密码体制
代换密码
加密置换表
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V WX Y Z
x n y a h p o g z q w b t s f l r c v m u e k j d i

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几种简单的古典密码体制
小练习
码本 k=13
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V WX Y Z 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5
几种简单的古典密码体制
置换密码
一个小例子
1 3 2 5 3 2 4 7 5 4 6 8 7 1 8 6
1 7
2 3
3 1
4 5
5 2
6 8
7 4
8 6
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几种简单的古典密码体制
置换密码
置换密码是希尔密码的一种特殊形式。
置换密码和代换密码的差别：
代换密码：明文字母被不同的密文字母所代替。 置换密码：明文和密文的所有字母不变，只是打乱了顺序。
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小练习： 对于一个仿射密码，假设密钥K=(11,5)，请描述加 密hot加密和解密的过程。
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V WX Y Z 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5
首先我们猜测，R和D可能对应的是字母e和t。根据仿射密码 的定义
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古典密码的密码分析方法
我们再猜：R->e，E->t，计算得到a=13，这不是合理秘钥 我们再猜：R->e，H->t，计算得到a=8，这不是合理秘钥 我们再猜：R->e，K->t，计算得到a=3，这是合理秘钥 接下来，我们验证a=3,b=5能否得到有意义的英文字符串， 那么解密得到： algorithmsarequitegeneraldefinetionsofarithmet icprocesses
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几种简单的古典密码体制
移位密码
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V WX Y Z 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5