系統(tǒng)整理：古典密碼及其破譯（全文9552字）

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1.序
2.常見密碼類型及分析
2.1密碼鼻祖—愷撒密[碼       
2.2其他替換型密碼       
2.3頻率分析       
2.4多重愷撒—維吉尼亞密碼
2.5置換—柵欄密碼
2.6矩陣加密—數(shù)學(xué)加密—希爾密碼
2.7隱寫術(shù)—培根密碼
2.8夾帶法—信息尋找型密碼
2.9變幻莫測(cè)—字謎
2.10中文摩斯—標(biāo)準(zhǔn)中文電碼
2.11撥開云霧見光明—鏡像文字       
3.選取良好的密碼傳遞信息
3.1傳遞過程安全
3.2破譯難度高
3.3用摩斯密碼無聲交流
3.4多重加密
4.解密方法論

1.序

密碼是一種符號(hào)系統(tǒng)，官方解釋為：密碼是一種用來混淆的技術(shù)，使用者希望將正常的（可識(shí)別的）信息轉(zhuǎn)變?yōu)闊o法識(shí)別的信息。但這種無法識(shí)別的信息部分是可以再加工并恢復(fù)和破解的。密碼主要是用于傳遞重要且私密的信息，常用于軍事機(jī)密的傳遞。

現(xiàn)代密碼學(xué)由古典密碼衍生而來，掌握古典密碼在偵探工作中對(duì)于破譯未知訊息,獲得重要情報(bào)等方面具有重要的意義。本文希望通過對(duì)古典密碼的研究討論，找到更安全傳遞信息的古典密碼，以及破解加密訊息的一般方法。

注：
在密碼中，我們稱真正將要傳達(dá)的內(nèi)容稱為明文，加密后的得到的內(nèi)容稱為密文。
古典密碼按照加密形式大致分為兩類：置換和替換。
置換是改變明文字母的排列方式重組成密文，替換是將明文字母替換成其他字母或符號(hào)。它們的本質(zhì)區(qū)別在于是否改變了組成明文的字母和數(shù)量。
本文討論的密碼實(shí)質(zhì)是一種在不改變信息意義的情況下對(duì)信息加密的技術(shù)，區(qū)別于登錄賬號(hào)時(shí)用的“口令”（password）。本文討論的古典密碼并不一定是產(chǎn)生于古代，只是它們運(yùn)用的加密方式都可以從替換和置換中衍生出來。

摘要：本文在第二章總結(jié)了常見的古典密碼類型和可能的破譯方法，并從加密形式、安全性、隱蔽性等方面進(jìn)行分析。第三章討論在具體情況下如何選取合適的密碼進(jìn)行信息傳遞，給出了好密碼的標(biāo)準(zhǔn)。第四章討論對(duì)于一般密碼的破譯方法。

2.常見密碼類型
2.1密碼鼻祖——愷撒密碼
愷撒密碼又稱愷撒變換，是世界上最簡(jiǎn)單且最廣為人知的加密技術(shù)，此技術(shù)以羅馬共和國(guó)時(shí)期愷撒的名字命名的，愷撒曾用此方法對(duì)重要的軍事信息進(jìn)行加密。

加密形式：設(shè)定一個(gè)偏移量為n（0<n<26且n為整數(shù)），組成明文的每個(gè)字母都在字母表中被其后面第n個(gè)字母所替代。
例如當(dāng)偏移量為2時(shí)：
明文：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
密文：C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B
此類偏移量為2的密碼又被稱為凱撒密碼c

不難看出這樣的密碼加密形式的安全性較低，容易破譯，由于偏移量是固定的，所以最多只需要嘗試26種可能就能破譯出愷撒密碼。即便如此，愷撒密碼作為世界上最古老的密碼，對(duì)于密碼學(xué)的發(fā)展仍然具有劃時(shí)代的意義。

2.2其他替換型密碼
愷撒密碼是一種典型的替換型密碼，這種類型的密碼原理是將組成明文的字母以某一種特定的形式進(jìn)行變換，這一固定形式體現(xiàn)為每一種字母都能被一種特定的符號(hào)所替代。
（1）摩斯電碼：
摩斯電碼是一種二進(jìn)制形式的代碼，由兩種符號(hào)和作為分隔符的斜杠組成，相比于由26種字母組成的愷撒密碼，在構(gòu)成密文的符號(hào)種類方面比較簡(jiǎn)潔，同樣這樣導(dǎo)致了密文的長(zhǎng)度會(huì)增加。

（2）qwe鍵盤密碼
qwe鍵盤密碼是一種愷撒密碼的變形形式，它的特點(diǎn)在于并不是每個(gè)字母都按照同一個(gè)偏移量進(jìn)行加密的。加密形式與電腦鍵盤中字母的排列順序（從左到右，從上到下）有關(guān)，如圖：

同理還可以在鍵盤上找到數(shù)字的替代方式：
1        2        3        4        5        6        7        8        9        10
！        @        #        ￥        %        ^        &        *        （        ）

準(zhǔn)確說，qwe密碼并不是古典密碼，但是使用了古典密碼中典型的替換方式加密。由qwe密碼我們還可以延伸到手機(jī)輸入法對(duì)應(yīng)到的密碼：

在26鍵中每個(gè)按鍵上都有兩種符號(hào)，可以起到一一對(duì)應(yīng)替換的作用。
（3）字母表數(shù)字密碼
用數(shù)字代替26個(gè)字母進(jìn)行加密，加密形式如下
A        B        C        D        E        F        G        H        I        J
1        2        3        4        5        6        7        8        9        10
K        L        M        N        O        P        Q        R        S        T
11        12        13        14        15        16        17        18        19        20
U        V        W        X        Y        Z                               
21        22        23        24        25        26                               

此密碼破譯難度不言而喻，字母表密碼的特征在于所有的數(shù)字沒有超過26，所以將密文與字母表密碼聯(lián)系上。
類似地，還可以通過ASCII碼表將字母與數(shù)字聯(lián)系起來建立密碼。

                        ASCII碼表
（4）“跳舞的小人”
此類型密碼曾在《福爾摩斯探案集》中出現(xiàn)，加密形式是用某個(gè)小人（符號(hào)）代替字母，有一定迷惑性會(huì)被認(rèn)為是兒童的隨手涂鴉畫。具體對(duì)應(yīng)形式如圖：


其中拿旗子的小人代表此字母后有標(biāo)點(diǎn)符號(hào)
（5）豬圈密碼
豬圈密碼類似于小人密碼，是一種基于已有的密碼簿，以符號(hào)代替字母的密碼，由于符號(hào)比較特殊容易被識(shí)別因此破譯比較簡(jiǎn)單。此類型密碼在丹 布朗的小說《失落的秘符》中曾被提到。具體替代形式如圖：

密碼簿

常規(guī)豬圈密碼容易被猜到進(jìn)而被破譯，但是豬圈密碼也具有其獨(dú)特的靈活性，在符號(hào)種類不變的基礎(chǔ)上，可以任意改變“豬圈”內(nèi)填充的字母順序從而組成新的密碼。但由于此類密碼具有密碼簿，在傳遞過程中的安全性、保密性相對(duì)會(huì)降低。

（6）埃特巴什碼（Atbash Cipher）
埃特巴什碼是希伯來文所用的數(shù)種密碼之一，這種密碼被運(yùn)用在公元1世紀(jì)的艾賽尼/薩多吉/拿撒勒教派的經(jīng)文中，用以隱藏姓名。
它的加密形式如下：
明文：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
密文：Z Y X W V U T S R Q P O N M L K J I H G F E D C B A

相當(dāng)于一種特殊的愷撒密碼，區(qū)別在于它們的偏移量不固定，而是將字母表倒著寫一遍再對(duì)應(yīng)起來。

（7）棋盤密碼
由古希臘人發(fā)明，創(chuàng)立坐標(biāo)系用數(shù)字來替代字母。
        1        2        3        4        5
1        A        B        C        D        E
2        F        G        H        I/J        K
3        L        M        N        O        P
4        Q        R        S        T        U
5        V        W        X        Y        Z
例如：
明文        H        O        W        A        R        E        U
密文        23        34        52        11        42        15        45
這種密碼的缺陷性在于需要事先確定好密碼表，而密碼表一旦被截獲就意味著密碼的崩塌。

以上總結(jié)的是常見的一些替換型的密碼，它們都在語(yǔ)言統(tǒng)計(jì)學(xué)上具有相似的特征因此具有通用的破譯方法，所以歸為一類。

2.3頻率分析
在密碼學(xué)中，頻率分析是指研究字母或者字母組合在文本中出現(xiàn)的頻率。無論在何種自然語(yǔ)言體系當(dāng)中，不同的文字單位都有其特定的出現(xiàn)頻率，這個(gè)特征一般表現(xiàn)在長(zhǎng)篇幅、有意義的文字序列中。以英文為例，出現(xiàn)頻率最高的字母是e，其次是t、a、o…..，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖：


以統(tǒng)計(jì)結(jié)果的頻率代替概率進(jìn)行分析，依靠語(yǔ)言基礎(chǔ)，可以得出破譯在一層加密情況下的字母替代型密碼的一般方法：
以明文為英文的字符替換型破譯過程為例：
1.        找到出現(xiàn)頻率最高的符號(hào)，假設(shè)為e并將原符號(hào)替換
2.        找到含有e的單詞，根據(jù)語(yǔ)言學(xué)基礎(chǔ)嘗試判斷其是否可能為明文中一個(gè)合理的單詞，如果可能，則解鎖更多的字母及其替換類型。多關(guān)注英文中常常出現(xiàn)的特征詞例如：the/that/what/who/it/is…
3.        將得到新的假設(shè)重復(fù)類似步驟2的操作，直至密碼破譯。
4.        如果步驟2或者步驟3無法實(shí)施，則考慮將出現(xiàn)頻率最高的符號(hào)假設(shè)為t（按照頻率表從高到低依次假設(shè)），重復(fù)步驟2、3直至密碼破譯。

如圖是詳細(xì)的破譯過程：
例如破譯：
Lizc xhdml kdc yie zckye xc vkocm, epke hl kss, epchd nckepcdl kdc qgle eii xdhope.

（1）        首先找到出現(xiàn)頻率最高的字符，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，c出現(xiàn)頻率為9次最高，其次是e為8次，k為7次……所以優(yōu)先假設(shè)c代表的是字母e
（2）        在破譯過程中，我們常常需要關(guān)注只有2—3個(gè)字母組成的單詞和經(jīng)常重復(fù)的單詞，例如xc、hl、kss、eii、和出現(xiàn)了兩次的kdc，由于字母c已知，xc最有可能為be，hl有可能為it或is,但h最有可能為i，kdc有可能為the或者are，需要嘗試兩種可能，于是得到了字母x、k、d、h代表的字母。

（3）        將不知道的字母打*，已知的在密文中標(biāo)出，于是得到兩行這樣的句子：
  
（4）        這時(shí)候從①②中選擇一條路進(jìn)行破譯，優(yōu)先可以考慮②因?yàn)樵冖诘木渥又谐霈F(xiàn)了一個(gè)特征詞，考慮可能為their.

（5）        接下來我們得到了p—h e—t的關(guān)系，按照（3）的方法代入原句得到
   
這次的代入我們就得到了更多可能有意義的單詞，甚至還出現(xiàn)了完整的單詞that，也證明了之前的假設(shè)和路徑的選取很可能是正確的。

（6）        同樣還是優(yōu)先關(guān)注短單詞，找到a**和t**，對(duì)應(yīng)密文原文是kss,eii，為ABB結(jié)構(gòu)，所以kss很可能代表all，eii代表too，于是得到了s—l  i—o的對(duì)應(yīng)關(guān)系，繼續(xù)代入原文

重復(fù)以上方法，順藤摸瓜，我們可以解出密文：
“Some birds are not meant be caged, that is all, their feathers are just too bright.”——《肖申克的救贖》

在字母替換型密碼中，即使明文被加密為密文，密文仍然是符合語(yǔ)言統(tǒng)計(jì)學(xué)的規(guī)律，這一點(diǎn)在頻率分析上能得到明顯的體現(xiàn)，因此盡管加密的形式是可變的、多種多樣的，頻率分析法仍然是一種破解此類型密碼的通用方法。
但是，頻率分析法也有很大的弊端，它對(duì)于一開始的破譯的路徑選取顯得很重要，通常最高頻率的字符不一定為e或者t，我們假設(shè)的單詞不一定是正確的，導(dǎo)致破譯過程會(huì)比較繁瑣。頻率分析也往往也依賴于密文的長(zhǎng)度，密文過短的情況下字母的頻率特征不能得到很好的體現(xiàn)，有些常見詞語(yǔ)詞組有可能不會(huì)出現(xiàn)。

上述頻率分析法盡管適用于很大一部分古典密碼，但它的局限性在于只能破解一層加密，即字母與符號(hào)一一對(duì)應(yīng)。而維吉尼亞密碼在愷撒密碼的基礎(chǔ)上優(yōu)化后很好地避免了一般頻率分析法的破譯，安全性大大提高。

2.4維吉尼亞密碼
維吉尼亞密碼是使用一系列凱撒密碼表加密的密碼，存在密鑰，屬于多表密碼，與字母替換型密碼相似，但是同一字母加密方法由于密鑰的存在處于變化之中，也就是說，同一字母經(jīng)過加密可能變成多種字母。

加密形式：
1.        先確定一個(gè)關(guān)鍵詞作為密鑰，例如LEMON，并將這個(gè)關(guān)鍵詞連續(xù)排列，關(guān)鍵詞的每個(gè)字母按從左到右的順序與明文中的每個(gè)字母一一對(duì)應(yīng)。
2.        關(guān)鍵詞中每個(gè)字母代表了某一種愷撒密碼表，A代表愷撒密碼A，B代表愷撒密碼B...(可根據(jù)上文字母表密碼將字母轉(zhuǎn)換成數(shù)字，數(shù)字代表了這個(gè)字母對(duì)應(yīng)愷撒密碼表的偏移量-1)。對(duì)應(yīng)形式如圖：例如在愷撒密碼E（偏移量為4）中T代表了X，在愷撒密碼L(偏移量為11)中A代表了L。

3.        將明文中的字母依次根據(jù)密鑰中的字母所代表的愷撒密碼表進(jìn)行加密替換。
簡(jiǎn)單來說如圖所示：


維吉尼亞密碼由于加密方法簡(jiǎn)單但破譯難度高，在上世紀(jì)常被用作戰(zhàn)地密碼。

由于頻率分析法作為破譯古典密碼bug般的存在，古典密碼的加密形式不局限于替換的形式，而是盡可能將明文做一些置換運(yùn)算使得字母頻率的特征盡可能隱藏，使頻率分析無效。
2.5置換—柵欄密碼
加密形式：將需要加密的明文分成n個(gè)一組，每組從上至下排列成矩陣，按某種順序（一般為從上到下，從左到右）選取字母再重新排列組成密文。
例：明文：imissyou
   明文矩陣：[imis
              syou]
   密文：ismyiosu

柵欄密碼是典型的置換型密碼，具有重組特征，即將所有字母的順序重新排列能組成明文，簡(jiǎn)單來說，柵欄密碼具有構(gòu)成了明文的所有字母種類和數(shù)量。（比如ismyiosu就有一種說不出的似曾相識(shí)的感覺）
相似的密碼還有《達(dá)芬奇密碼》中出現(xiàn)的
“O, Draconian devil. Oh, lame saint. （嚴(yán)峻的魔鬼，跛足的圣人）
經(jīng)過重組后得到：“Leonardo da Vinci. The Mona Lisa.”（萊昂納多?達(dá)芬奇，蒙娜麗莎）

解密方法可由加密方法逆推回去，猜測(cè)分組組數(shù)N為2、3、4…，以每N個(gè)字母為一列，在組數(shù)猜測(cè)正確的情況下（密文長(zhǎng)度為組數(shù)的倍數(shù)）恰好所有字母能排列成一個(gè)完整的矩陣。如果密文是對(duì)矩陣按照從上到下，從左到右的順序得到的，則明文按照從左到右，從上到下的順序讀取。如圖：



2.6矩陣加密—希爾密碼
不同于柵欄密碼那樣將簡(jiǎn)單地將明文進(jìn)行分組排列的置換運(yùn)算，希爾密碼是一種利用基本矩陣論原理的替換密碼，它的基本思想是將N個(gè)明文字母看作26進(jìn)制數(shù)（A=1,B=2,…Z=26）經(jīng)過線性變換加密后成N個(gè)密文字母。
加密過程：先將由N個(gè)字母組成的明文轉(zhuǎn)化為個(gè)位26進(jìn)制數(shù)的N維列向量B，用加密矩陣K乘以B，傳輸信號(hào)為C=KB，再對(duì)矩陣C的每個(gè)數(shù)字做26的取余預(yù)算，得到由小于26的數(shù)字組成的矩陣。收到信號(hào)的一方再信號(hào)還原為B=K^-1 C.（前提是K為可逆矩陣）
矩陣乘法的相關(guān)知識(shí)參考線性代數(shù)

例：加密信息“act”

由15=p,14=0,7=h，最后得到密文“poh”.

經(jīng)過加密后，明文與密文保持長(zhǎng)度一致，并且能夠很好地避開頻率分析，在未知加密矩陣的情況下，破譯難度非常高。同樣，加密矩陣作為密鑰的傳輸也成為一大問題。

2.7隱寫術(shù)—培根密碼
培根密碼是一種用二進(jìn)制表示的方法代替明文字母的隱寫術(shù)。
加密時(shí)，每個(gè)字母會(huì)用a、b組成的五位二進(jìn)制符號(hào)代表：
A/a        Aaaaa        H/h        aabbb        O/o        abbba        V/v        Babab
B/b        Aaaab        I/i        abaaa        P/p        abbbb        W/w        Babba
C/c        Aaaba        J/j        Abaab        Q/q        baaaa        X/x        Babbb
D/d        Aaabb        K/k        Ababa        R/r        baaab        Y/y        Bbaaa
E/e        Aabaa        L/l        Ababb        S/s        baaba        Z/z        Bbaab
F/f        Aabab        M/m        Abbaa        T/t        baabb               
G/g        Aabba        N/n        Abbab        U/u        babaa       
       
表面上看，培根密碼與摩斯密碼的替換方式類似，但如果僅僅是這樣簡(jiǎn)單地替換加密，培根密碼也難以登上古典密碼的歷史舞臺(tái)，培根密碼的最大特點(diǎn)在于它可以將明文藏于具有迷惑性的假信息中，大大提高信息傳輸?shù)陌踩浴?br />
假設(shè)在假信息中，正常字體的字母代表a，斜體字母代表b，按照每5個(gè)字母的順序讀取就可得到真正的明文。

以下這段話藏著真正的明文“ILOVEU”
To do, or not to do, that is a question.（“生存還是毀滅，這是一個(gè)問題”——《哈姆雷特》）
首先按照五個(gè)單位為一組劃分（可包括標(biāo)點(diǎn)）：
To do, /or not/ to do,/ that i/s a que/stion.
加粗字體為b,未加粗字體為a，讀取得到
abaaa/ababb/abbba/babab/aabaa/babaa.
再根據(jù)培根密碼的替換方式得到：
ILOVEU            

局限性：培根密碼由于明文字母是由5個(gè)a和b進(jìn)行加密的，所以往往需要一大段假信息來承載明文，否則明文信息量就比較少。其次假信息的字母?jìng)€(gè)數(shù)需要為5的倍數(shù)，在虛假信息的設(shè)置上也有一定難度。最關(guān)鍵的是，由于虛假信息由兩種不同的字體書寫，具有很強(qiáng)的特征容易被破譯者識(shí)別。

2.8夾帶法—信息尋找型密碼
培根密碼可以將明文隱藏在虛假信息中，但由于信息由兩種不同的字體組成，難免會(huì)引起懷疑，而信息尋找型密碼很好地克服了以上的局限性，能夠悄無聲息地將明文隱藏在一段信息中且加密形式具有靈活性，不具有容易被識(shí)別的特征，隱蔽性和安全性相較培根密碼大大提高。以下列舉常見的信息尋找型密碼：
例1：
“The only real voyage of discovery lies not in seeking new island.”
如果我們按照每?jī)蓚€(gè)單詞讀的方法：
“The only real voyage of discovery lies not in seeking new island.”
就可以得到真正想要的信息：real discovery in island

當(dāng)然這樣的隱藏形式顯然會(huì)讓明文暴露在信息中，安全性不高?？梢钥紤]更安全的夾帶方式。

來看一個(gè)恐怖推理題：
【日本恐推題】
我母親總是欺負(fù)我老婆，真的很過分，她甚至不愿和我老婆在同一張桌子上吃飯。
今天突然跑到房間里說要大掃除什么的，就把我老婆關(guān)到壁櫥里了。 我生氣的對(duì)她吼：“你怎么能這樣對(duì)待鏡！”
“鏡是誰(shuí)？” 連名字都不知道。。。真是讓我驚得一句話都說不出。過了一陣子我母親死了，死前給了我一張紙條，并對(duì)我說的最后一句話： “真的，對(duì)不起你，鏡，我快走了，她……好好照顧，是我錯(cuò)了” 抓著母親給我寫的紙條，我哭的很傷心，我向母親承諾會(huì)好好照顧鏡， 但是我不明白紙條上寫的是什么意思：
第一、6月10日
第二、12月4日17點(diǎn)1分
第三、2月7日
好好記住娘的話
請(qǐng)問紙條寫的是什么意思？
作者：╰官人╭
來源：33IQ
鏈接： https://www.33iq.com/question/79785.html?rruid=

解答：按照小紙條上日期的數(shù)字，數(shù)母親說的話的字?jǐn)?shù)，得到真正的信息。
6—你 10—走 12—她 4—不 17—是 1—真 2—的 7—鏡
“你走她不是真的鏡”

通過擴(kuò)大無效信息的量能更好的藏住真正的明文信息。

夾帶法沒有復(fù)雜的加密方法，即使是信息被攔截之后由于密文也是正常信息不易引起懷疑，具有一定隱蔽性。
局限性：信息尋找型密碼中將明文暴露在了發(fā)送的信息之中，且獲取信息依賴于密鑰即提示。

2.9變幻莫測(cè)—字謎
漢語(yǔ)言博大精深，由于中文不同于由字母組成的語(yǔ)言文字，組成漢語(yǔ)的基本單元種類繁多復(fù)雜，在加密和破譯方面不同于其他古典密碼。
字謎是常見的加密形式之一：

例題：
一個(gè)大企業(yè)家被殺死在自己家中但是他擬好可遺囑，作為一個(gè)推理迷他想把財(cái)產(chǎn)給那些有推理實(shí)力的人，他的遺囑向全世界公開，以下是遺書正文：
沒有人住在這個(gè)即將破滅的都城，
忠心的大臣在為國(guó)家占卜，
飛將軍李廣站在木車上，
沒有心的人們忐忑不安慢慢走下城墻…
聰明絕頂?shù)墓偃撕芸炀涂闯隽嗣孛苋〉昧藢毑?。。?請(qǐng)問寶藏在哪里？
作者：╰官人╭
來源：33IQ
鏈接： https://www.33iq.com/question/81271.html?rruid=1262989

答案是： 主臥床下
沒有人住=主，大臣占卜=臥，李廣木車上=床，，沒有心、忐忑、下=下，合起來就是“主臥床下”

字謎的加密形式變化多端，對(duì)于破譯也沒有通用的解法，主要依靠經(jīng)驗(yàn)和語(yǔ)文基礎(chǔ)。

2.10中文摩斯—中文電碼（Chinese Commercial Code）：
來看下列這行訊息：
2638 0344 2508 0423 2087   它的含義是：“杰克是兇手”

漢字        對(duì)應(yīng)電碼
杰        2638
克        0344
是        2508
兇        0423
手        2087

中文電碼是一種以4位數(shù)字為單元組成的密碼，類似于字母表密碼，但組成數(shù)字的量更大。它的特征也比較鮮明，如果事先了解，破譯不言而喻。

具體的標(biāo)準(zhǔn)中文電碼可在此查詢        ：
https://apps.chasedream.com/chinese-commercial-code/

2.11撥開云霧見光明—鏡像文字
鏡像書寫是一種巧妙地加密方法，無需復(fù)雜的算法，加密和解密都只需要一面鏡子即可。鏡像書寫法是達(dá)芬奇一生都專注的書寫方式，他對(duì)人體解剖的研究手稿就是用鏡像文字書寫，他認(rèn)為運(yùn)用加密形式的記載能保護(hù)珍貴的記載不被無知的人探知。


                    （未破譯的鏡面文字）


                    （破譯后的鏡面文字）

                      (達(dá)芬奇手稿中的鏡面文字）
3.選取良好的密碼傳遞信息
在特定情況下選取良好的密碼用于安全地傳遞信息至關(guān)重要。以下給出了好的密碼具備的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：傳遞過程安全和破譯難度大。
3.1傳遞過程安全
3.1.1偽裝明文
在傳遞密文信息的過程中，不排除有被攔截的可能。密文一旦被攔截，就有機(jī)會(huì)被非傳遞雙方的人員破譯。因此在信息需要隱蔽傳遞的時(shí)候可以考慮運(yùn)用有偽裝性的密碼隱藏真正的明文內(nèi)容，即密文具有可讀性。
在凱撒密碼和大多數(shù)字母替換型密碼中，由于明文被替換，導(dǎo)致密文看似是一系列字符無規(guī)則地排列，不具有可讀性。同樣地，柵欄密碼、希爾密碼的密文也是如此。
雖然培根密碼的偽裝性較強(qiáng)，但兩種不同的字體交錯(cuò)排列容易起疑，并且不排除破譯者提前知曉培根密碼的情況。
相比以上，信息尋找型密碼偽裝性強(qiáng)，加密形式多變，可以作為一個(gè)優(yōu)選。
3.1.2隱藏密鑰
在維吉尼亞密碼中，是可以做到將明文和密文同時(shí)設(shè)置成可讀性的，只需要寫出想寫的明文和想寫的密文，只要它們長(zhǎng)度相等，就可以讓明文與密文中的每個(gè)字母依次對(duì)應(yīng)得到對(duì)應(yīng)的愷撒密碼表也就是可以得到對(duì)應(yīng)的密鑰。但是即便如此也不能實(shí)現(xiàn)真正的隱蔽傳遞，因?yàn)槊荑€的傳遞仍然是個(gè)問題。如果維吉尼亞中的密文是可讀的，那么就注定了密鑰是不可讀的，相當(dāng)于這份不可讀的信息仍然需要傳遞。
希爾密碼與簡(jiǎn)單置換和替換的古典密碼相比在算法上具有先進(jìn)性，但是它破譯難度取決于是否拿到密鑰。如果拿到了密鑰矩陣加上計(jì)算機(jī)的運(yùn)算破譯只是時(shí)間問題。
以上例子說明，即便是再?gòu)?qiáng)大的密碼，也同樣依賴于密鑰的安全傳遞。即便是信息尋找型密碼也可能需要標(biāo)注一些數(shù)字、提示作為破譯的關(guān)鍵。
將密鑰隱藏在發(fā)送時(shí)間中是一種可行的方法之一。例如在美劇《基本演繹法》中，莫里亞蒂給手下們傳遞信息所使用的密碼需要3位數(shù)字作為密鑰，而密鑰就在信息發(fā)送的時(shí)間中。


3.2破譯難度高
參照編程語(yǔ)言中“類和對(duì)象”的概念，我們提出破譯密碼的一般解法：識(shí)別密碼種類—找到密鑰（關(guān)鍵提示）—對(duì)應(yīng)到相應(yīng)解法
以下是提高破譯難度的考慮方向：
（1）選取密文沒有明顯特征的
破譯的首要過程是弄明白密文到底是被什么樣的密碼加密，這取決于破譯者的知識(shí)儲(chǔ)備和密碼的特征。如果密碼的特征性太強(qiáng)，（例如：培根密碼、豬圈密碼、摩斯密碼……）破譯難度就完全取決于破譯者是否知曉此類密碼。
（2）密鑰隱藏良好
大部分破譯難度高的密碼是需要依賴密鑰的。如果破譯不依賴于密鑰，就會(huì)導(dǎo)致通用方法的產(chǎn)生例如頻率分析。所以密鑰的隱藏在密碼安全中也發(fā)揮著重要作用。（隱藏方法見3.1.2）

事實(shí)上除政府機(jī)密信息加密之外，常見信息、謎題有很大一部分訊息都不是由古典密碼的形式加密的，而是有一套新的原創(chuàng)符號(hào)系統(tǒng)，自由度很高，但同樣破解這類型密碼的關(guān)鍵也在于密鑰，密鑰就是破解訊息的提示，從某種意義上，找到提示密鑰就破解了密碼。
例如：
傳說在遙遠(yuǎn)的西方，有一個(gè)康斯特?雷神王國(guó)，一天國(guó)王下令為公主招親，出了這樣一道題目，只有回答對(duì)才有招親的機(jī)會(huì)，聰明的你能答對(duì)嗎？
1.ATGC
2.LVLS
3.?

作者：內(nèi)含君
來源：33IQ
鏈接： https://www.33iq.com/question/126535.html?rruid=

答案是：SCAP
康斯特 雷神是“星座”英文constellation的直譯，所以這道題的提示（密鑰）就在于題干中王國(guó)的名字。所以英文的排列順序是十二星座英文首字母的排列順序。
白羊—Aries
金?！猅aurus
雙子—Gemini
巨蟹—Cancer
獅子—Leo
處女—Virgo
天平—Libra
天蝎—Scorpio
射手—Sagittarius
摩羯—Capricorn
水瓶—Aquarius
雙魚—Pisces

（3）難以被計(jì)算機(jī)破譯的
由于計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，使得大部分古典密碼變得不再那么堅(jiān)不可摧。大部分密碼包括維吉尼亞密碼在內(nèi)都可以通過并不復(fù)雜的算法破譯。
如果還要進(jìn)一步保證信息安全，那么加密形式應(yīng)該是不可算的。所以應(yīng)選取加密形式多變的沒有通用解法的密碼。相比由26個(gè)字母組成的文字，中文作為明文的密碼在這一點(diǎn)上具有優(yōu)勢(shì)，同樣也有一定的加密難度和巧妙性。

（4）多重加密
現(xiàn)代密碼往往都不是由某一種密碼加密得到的，而是經(jīng)過了多種密碼組合加密，多重加密的方式使得密碼的破譯難度大大提高。比如某一段明文經(jīng)過柵欄密碼加密之后再進(jìn)行一次愷撒變換，就能很好地掩蓋住柵欄密碼的重組特征，也能很好地抵擋頻率分析。
但是替換型密碼的多重加密卻沒有多大效果。比如某種密碼是由幾種替換型密碼加密得到，假設(shè)字母a先變成了s在變成了o最后變成了m，可是就其結(jié)果來看，字母a只是被m替換了。只要是同一個(gè)字母，經(jīng)過加密后永遠(yuǎn)對(duì)應(yīng)某一個(gè)字母，不管經(jīng)過多少重加密，都等同于一重加密的替換型密碼，只需要進(jìn)行頻率分析就能夠破譯。這時(shí)候維吉尼亞密碼的優(yōu)勢(shì)就體現(xiàn)出來了。

小結(jié)：
1.如果在信息容易被攔截的情況下，應(yīng)該采用夾帶法—信息尋找型一類的密碼，運(yùn)用數(shù)字進(jìn)行暗示或者采用隔字加密的方法，至少能保證傳遞的偽裝性。
2.建議不使用帶有密碼表的密碼。
3.如需傳遞密鑰，一定注意密鑰的隱蔽性，最好選取只有傳遞雙方知曉的信息作為暗示。
4.建議不使用替換類型的密碼，容易被頻率分析破譯。

3.3用摩斯密碼進(jìn)行面對(duì)面無聲交流
在信息傳遞難度極大、容易被攔截的情況下，一般的加密方法無法使用，如果雙方距離并不是很遠(yuǎn)，則可以采用無聲交流的方法，就可以用到摩斯密碼。摩斯密碼最大的特性是密文只有兩種符號(hào)，這兩種符號(hào)可以很容易地用其他的方式替代。
比如：
大拇指敲擊桌面代表?，食指敲擊桌面代表—
眨左眼代表?，眨右眼代表—（有點(diǎn)奇怪）
抖左腿代表?，抖右腿代表—
……
這樣就可以建立起一套簡(jiǎn)單的密碼體系。可用于在某些特殊場(chǎng)合進(jìn)行交流，缺陷在于需要兩人同時(shí)提前知曉密碼并且能熟練的應(yīng)用。很多人能把摩斯密碼記住就不錯(cuò)了，更不用說在改進(jìn)后還有快速翻譯和書寫。其次是密文長(zhǎng)度過長(zhǎng)，交流費(fèi)時(shí)，導(dǎo)致傳遞信息量少。

接下來我們討論一下這樣的改進(jìn)：在雙方都提前熟知并熟練運(yùn)用密碼的情況下，可以考慮用更復(fù)雜的無聲交流體系，也就是盡可能運(yùn)用到人體的更多部位，將它們都作為一個(gè)開關(guān)信息。比如建立一個(gè)26字母的密碼表。
部位                 動(dòng)作                       字母
左右手        敲擊桌面                 a~j
左右手        握拳                        k~l
左右眼        眨眼                       m~n
頭部        左右搖頭、抬頭點(diǎn)頭        o~r
左右肩        抖肩                        s~t
左右腿        抖腿                     u~v
左右手手掌        切、拍        w~z
                   （作者自制.僅供參考）
拋開學(xué)習(xí)難度不說，就這個(gè)動(dòng)作表現(xiàn)起來，要多夸張有多夸張，所以這樣的語(yǔ)言體系實(shí)現(xiàn)起來是復(fù)雜的。還不如學(xué)習(xí)手語(yǔ)。綜上所述，用摩斯密碼是目前看來比較合適的無聲交流方式。

4.解密方法論
  此處討論的解密方法并不是針對(duì)于某種密碼的算法，而是在不知道密碼種類，只是拿到訊息的情況下嘗試破譯的一種解決思路。
參照類和對(duì)象的思想，我們可以得到一種解決問題的方法：判斷問題屬于什么類，針對(duì)某一類運(yùn)用相應(yīng)的方法。比如替換型密碼就用頻率分析。同樣我們?cè)谄平庖恍┯嵪⒌臅r(shí)候首先得判斷這個(gè)訊息是用了什么樣的方法進(jìn)行加密，基于知識(shí)儲(chǔ)備找到相應(yīng)的破譯方法。

每一個(gè)對(duì)象都有自己的屬性和方法，破譯的關(guān)鍵一步是找到密碼的特征。
  下列表格給出了一個(gè)根據(jù)密碼特征判斷密碼種類的考慮方向（并不是確切的對(duì)應(yīng)）：

但是，僅僅是從特征的角度去考慮破譯方向是不夠的。首先這樣的方法擴(kuò)大了考慮范圍，需要嘗試多種解法。其次是由于知識(shí)儲(chǔ)備的缺陷并不能列舉完全考慮的方向。
我們還可以嘗試從其他角度去分析，比如這個(gè)密碼對(duì)密鑰的把控。所以我們同樣可以從密鑰的特征去分析。（假設(shè)在理想情況下，我們能夠找到可能存在的密鑰）

所以，在破譯時(shí)尋找密鑰的線索也是至關(guān)重要的。

除了機(jī)械化的算法之外，我們還可以從密碼的來源進(jìn)行分析。比如評(píng)估設(shè)置密碼的人的水平。根據(jù)他對(duì)密碼學(xué)的了解程度大致可推斷出可能設(shè)置的密碼類型：


小結(jié)：在解密過程中，首先應(yīng)觀察密文特征，尋找提示或者密鑰，推斷出加密方法，然后對(duì)應(yīng)到破譯方法。還可以簡(jiǎn)單評(píng)估一下設(shè)置人水平縮小范圍。以上操作的實(shí)質(zhì)就是在進(jìn)行有限的窮舉，驗(yàn)證。
對(duì)于字符串這樣的密碼，能進(jìn)行頻率分析的可以先進(jìn)行頻率分析（頻率分析的算法可以在網(wǎng)上找到。

92210

新人第一次發(fā)帖。宅家無聊，便著手整理一些以前的積累，刪刪改改補(bǔ)補(bǔ)，大致是這么多了，本人也在持續(xù)學(xué)習(xí)升級(jí)ing.若有不足還望指正。
ps:不太會(huì)使用這個(gè)發(fā)帖工具，最后有些莫名其妙的圖片可以處理掉么？

111480

超級(jí)喜歡，謝謝分享！

113143

厲害，謝謝了，我已收藏

107873

辛苦啦，收藏收藏，，有個(gè)不明白的地方，是愷撒密碼還是凱撒密碼？

92210

不太習(xí)慣在學(xué)院發(fā)帖，所以初看此文感覺會(huì)有點(diǎn)混亂，幫大家梳理一下邏輯。

摘要：本文在第二章總結(jié)了常見的古典密碼類型和可能的破譯方法，并從加密形式、安全性、隱蔽性等方面進(jìn)行分析。第三章討論在具體情況下如何選取合適的密碼進(jìn)行信息傳遞，給出了好密碼的標(biāo)準(zhǔn)。第四章討論對(duì)于一般密碼的破譯方法。

114769

辛苦啦，趕緊收藏

115135

雖然沒咋看懂，但是辛苦大大整理！非常有益！謝謝(*°?°)=3

啊啊有沒有想知道中國(guó)的密碼加密方式

114551

你好強(qiáng)啊，多謝啊。