网络安全 / A LEAF IN THE GARDEN

单表替换

网络安全 · crypto / 古典密码。来自 Daily Learning 的学习笔记。

概念

一个明文字母表 ↔\leftrightarrow 密文字母表的一一映射,加密时把每个明文字母替换成对应的密文字母,整段消息用同一张映射表。

种类

凯撒密码

将字母按固定数目进行循环位移,形成密文字母表。

公式

加密 Ek(x)=(x+k)mod  26E_k(x) = (x + k) \mod 26 解密 Dk(x)=(x−k)mod  26D_k(x) = (x - k) \mod 26

破解

偏移量 kk 即为密钥,k∈[0,25]k \in [0, 25],逐一尝试即可

仿射密码

用一个单射函数将字母表中每个字母对应的值映射到另一个字母,形成密文字母表。

公式

加密 Ea,b(x)=(ax+b)mod  26E_{a,b}(x) = (ax + b) \mod 26 解密 Da,b(x)=a−1(x−b)mod  26D_{a,b}(x) = a^{-1}(x - b) \mod 26

摩斯电码

用点(.)和划(-)表示字母,不同字母长度不同,用空格或斜杠分隔。

培根密码

每个字母用 5 位 A/B(或 0/1)表示

Atbash密码

将字母表反转,形成密文字母表。

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

频率分析

单表替换保留了明文的统计规律,因为字母一一对应。

  • 密文中最频繁字母 = 明文中最频繁字母
  • 统计特征、双字母组合、三字母组合规律保留

工具

  • quipqiup.com
  • CyberChef 的 Substitution 模块
  • Ciphey