总结
• 替换是密码学中有效的加密方法。本世纪上半 叶用于外交通信 • 破译威胁来自 – 频率分布 – 考虑最可能的字母及可能出现的单词 – 重复结构分析 – 持久性、组织性、创造性和运气
4.明文奇数个字母，末尾加一个无效字符x，I和J看成 是相同的字母

• 步骤： 1.根据密钥构建5×5方阵 2.对明文每两个字母分组 3.依据加密规则得到密文
例如： Key: playfair P/M:student C:TNZINUSZ
P I/J
L R
A B
Y C
F D
E N
U
G O
V
H Q
W
K S
X
M T
Z
• 练习：
Key: happy
M: System
C: ?
多表替代密码--Vignere
• 计算方法： Ci=(mi+ki)mod26
• 假设以dog为密钥加密明文 to be or not to be • 明文 tob eor not tob e • 密钥 dog dog dog dog d • 密文 wch hcx qcz wch h
多字母替代密码-playfair
• 字符块被分成组加密
• playfair是第一次世界大战期间英国使用的一种两字 母组替代密码
• 运算规则：
0.明文m1,m2同行，密文是右边的字母 1.明文m1,ma同列，密文是下边的字母 2.明文m1,m2不同行不同列，密文是长方形的另两个顶 点
3.明文m1,ma同,在二者间加一个无效字母x
多名码替代（同音替代）
• 单字符明文可以映射成密文的几个字符，所以密 文并不唯一 • (1) canada’s large land mass and • (6) scattered population make efficient communication • (11) a necessity ,Extendisve railway,road • (16) and other transportation systems,as • ( 21) well as telephone,telegraph,and • (26) cable networks ,have helped to • ( 31) link communities and have played • (36) a vital part in country’s development
一次一密系统
• • • • • • • • • • • 明文 send help 数字的等价形式 18、4、13、3、7、4、11、15 假定随机密钥序列 K=(5, 13, 1, 0, 7, 2, 20, 16) 密文：C=(23, 17, 14, 3, 14, 6, 5, 5) 数字的等价形式 X R O D O G F F 算法：（明文+密钥）%26=密文 在上例中当密钥改为k=(4, 3, 2, 21,22, 24, 20,20) 对同一密文C=(23, 17, 14, 3, 14, 6, 5, 5) 可以还原成另一有意义的明文 M’=(19, 14, 12, 8, 18, 8, 11, 11) 或等价 M=(tom is ill)
经典加密技术
置换：明文的字母保持相同，但顺序被打乱了。
分为：列换位密码、周期置换密码
替代：就是明文中的每一个字符被替换成密文中的
另一个字符。接收者对密文做反向替换就可以恢复出 明文。 分为：单表代替、同音代替、 多字母组合代替、多表代替
置换密码
• 列换位密码—线路加密方法：明文按行写， 密文纵向读 • 周期置换密码
1、 明文：“State Key Laboratory of Networking and Switching” 2、加密的密钥：S=(1 5 6 2 3)； 3、将明文分为七组，每组6个字符，不足6个的用双方规定好 的字符进行填充，比如空格。 P’ = (StateK)(eyLabo)(ratory)(ofNetw)(orking)(andSwi)(tching) 根据加密密钥得到密文 C= (aKttSe)(Loyaeb)(tyaorr)(Nwfeot)(kgrion)(dinSaw)(hgcitn)
恺撒密码-单表替代
破译以下密文：
wuhdwb lpsrvvleoh TREATY IMPOSSIBLE
加密算法： Ci=E(Pi)=Pi+3 字母表：(密码本） ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ defghijklmnopqrstuvwxyzabc
恺撒密码的特点
• 单字母密码（简单替换技术） • 简单，便于记忆 • 缺点：没有掩盖明文不同字母的统计规 律