凱撒方陣

HAVE NRMA ENET

凱撒密碼也稱凱撒移位,是最簡單的加密方法之一,相傳是古羅馬愷撒大帝用來保護重要軍情的加密系統,它是一種替代密碼。
加密公式:密文 = (明文 + 位移數) Mod 26
解密公式:明文 = (密文 - 位移數) Mod 26
以《數字城堡》中的一組密碼為例:
HL FKZC VD LDS
 只需把每個字母都按字母表中的順序依次後移一個字母即可——A變成B,B就成了C,依此類推。因此明文為:
IM GLAD WE MET
英文字母的移位以移25位為一個循環,移26位等於沒有移位。所以可以用窮舉法列出所有可能的組合。
例如:phhw ph diwhu wkh wrjd sduwb
利用電腦可以方便地列出所有組合,然後從中選出有意義的話:
qiix qi ejxiv xli xske tevxc
rjjy rj fkyjw ymj ytlf ufwyd
skkz sk glzkx znk zumg vgxze
tlla tl hmaly aol avnh whyaf
ummb um inbmz bpm bwoi xizbg
vnnc vn jocna cqn cxpj yjach
wood wo kpdob dro dyqk zkbdi
xppe xp lqepc esp ezrl alcej
yqqf yq mrfqd ftq fasm bmdfk
zrrg zr nsgre gur gbtn cnegl
assh as othsf hvs hcuo dofhm
btti bt puitg iwt idvp epgin
cuuj cu qvjuh jxu jewq fqhjo
dvvk dv rwkvi kyv kfxr grikp
ewwl ew sxlwj lzw lgys hsjlq
fxxm fx tymxk max mhzt itkmr
gyyn gy uznyl nby niau julns
hzzo hz vaozm ocz ojbv kvmot
iaap ia wbpan pda pkcw lwnpu
jbbq jb xcqbo qeb qldx mxoqv
kccr kc ydrcp rfc rmey nyprw
ldds ld zesdq sgd snfz ozqsx
meet me after the toga party <-
nffu nf bgufs uif uphb qbsuz
oggv og chvgt vjg vqic rctva
可知明文為:meet me after the toga party
【The Rail-Fence Cipher)】
也稱柵欄易位(Columnar Transposition),即把將要傳遞的信息中的字母交替排成上下兩行,再將下面一行字母排在上面一行的後邊,從而形成一段密碼。柵欄密碼是一種置換密碼。
例如密文:TEOGSDYUTAENNHLNETAMSHVAED
解密過程:先將密文分為兩行
T E O G S D Y U T A E N N
H L N E T A M S H V A E D
再按上下上下的順序組合成一句話
THE LONGEST DAY MUST HAVE AN END.
.............................................................
加密時不一定非用兩欄,還是舉《數字城堡》中的一個例子,密文為:
PFEE SESN RETM MFHA IRWE OOIG MEEN NRMA ENET SHAS DCNS IIAA IEER BRNK FBLE LODI
去掉空格:PFEESESNRETMMFHAIRWEOOIGMEENNRMAENETSHASDCNSIIAAIEERBRNKFBLELODI
共64個字元,以8個字元為一欄,排列成8*8的方陣(凱撒方陣):
P F E E S E S N
R E T M M F H A
I R W E O O I G
M E E N N R M A
E N E T S H A S
D C N S I I A A
I E E R B R N K
F B L E L O D I
從上向下豎著讀:PRIMEDIFFERENCEBETWEENELEMENTSRESMONSIBLEFORHIROSHIMAANDNAGASAKI
插入空格:PRIME DIFFERENCE BETWEEN ELEMENTS RESMONSIBLE FOR HIROSHIMA AND NAGASAKI (廣島和長崎的核子彈轟炸的最主要區別)
【(Vigenère Cipher)】
由於頻率分析法可以有效的破解單表替換密碼,法國密碼學家維吉尼亞於1586年提出一種多表替換密碼,即維吉尼亞密碼,也稱維熱納爾密碼。維吉尼亞密碼引入了“密鑰”的概念,即根據密鑰來決定用哪一行的密表來進行替換,以此來對抗字頻統計。
加密算法:例如密鑰的字母為[d],明文對應的字母[b]。根據字母表的順序[d]=4,[b]=2,那么密文就是[d]+[b]-1=4+2-1=5=[e],因此加密的結果為[e]。解密即做此逆運算。
加密公式:密文 = (明文 + 密鑰) Mod 26 - 1
解密公式:明文 = [26 + (密文 - 密鑰)] Mod 26 + 1
也可以用查表法來進行加密:例如密鑰的字母為[d],明文對應的字母[b],在下圖的表格第一行找到字母"d"(深藍色),再在左邊第一列找到字母"b"(綠色),兩個字母的交叉點(b行d列)就是字母"E",所以對應的密文字母為[e]。
[-----------------圖-----------------]
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
a 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
b 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 A
c 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
d 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 C
e E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D
f F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E
g G 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
h 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
i 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 H
j J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I
k K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J
l L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K
m M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L
n N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M
o O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N
p P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O
q Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P
r R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q
s S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R
t T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S
u U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T
v V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U
w W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V
x X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W
y Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X
z Z 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
假如對如下明文加密:
to be or not to be that is the question
當選定“have”作為密鑰時,加密過程是:密鑰第一個字母為[h],明文第一個為[t],因此可以找到在h行t列中的字母[a],依此類推,得出對應關係如下:
密鑰:ha ve ha veh av eh aveh av eha vehaveha
明文:to be or not to be that is the question
密文:ao wi vr isa tj fl tcea in xoe lylsomvn

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