密码学笔记(一)古典密码
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发布时间：2022-12-25 12:24
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时间：2023-10-12 10:29
非递归算法一实现
非递归算法二实现：
密码学中对信息进行处理的主要方式有两种换位和代替，顾名思义换位就是将原有的明文字符的顺序打乱，而代替则是按照一定的规律将明文字符替换成一些其他的字符。按照处理方式的不同，具体的分类如下图所示（盗的上课ppt上的图(◔◡◔)）：
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下面就分别介绍一些常见的古典密码的实现。
Caesar 密码非常简单，它的一般表达式如下所示：
Caesar密码的加密秘钥k和解密秘钥是相同的，同时秘钥空间的大小为25，通过不断尝试k的数值我们可以非常轻易的得到秘钥。
由于Caesar 密码的秘钥空间较小，通过增加参数提升秘钥空间大小就得到了仿射密码。
通过分析我们可以知道其秘钥空间大小为311，其计算公式为12*26-1。12表示的是a的可能性，因为a模26的乘法逆必须存在，所以其值为φ(26)，26为b的可能性，减一是a=1，b=0的特殊情况。仿射密码的秘钥长度虽然得到扩大但是依然有限，同时其本质上依然为单表代替密码，密文中依然保留着明文中字符的统计规律，易被破解。
Vignere的多表代替密码中最著名的也是最简单，它本质上不过是多个Caesar密码组合，每隔一位就换一个Caesar密码的秘钥，直到结束又开始循环，其秘钥序列表示为： ，可以看出Caesar密码是Vignere密码秘钥长度为1时的特殊情况，具体加解密公式如下：
可以看出Vignere密码的秘钥空间为 ,秘钥空间可以说是非常大了，但是因为其还是保留许多频率分布的特征，通过Kasiski测试法和重合指数攻击在秘钥不大长的情况下可以比较简单的进行破解，对多表替代密码的攻击方式下次再写。
算法原理：加密的秘钥和明文一样长，而且秘钥本身只使用一次。具体的加密方式可以任意可以是Vignere密码也可以是Vernam密码。
一次一密密码在理论上保证了信息的完全安全，因为任意一段有意义的明文都会对于一段唯一的秘钥，而攻击者如果采用穷举攻击的方式，将会得到大量有意义的明文，攻击者将无法判断哪个才是正确的。缺点：大规模随机秘钥的产生非常困难，同时更为麻烦的是秘钥的分发和保存。
换位密码顾名思义就是不改变明文中的字母仅改变明文中字母的次序，常见的方式有列移位加密，具体方式如下图所示：
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解密方式和加密方式类似。
原文： https://blog.yinaoxiong.cn/2018/04/06/%E5%AF%86%E7%A0%81%E5%AD%A6%E7%AC%94%E8%AE%B0-%E4%B8%80-%E5%8F%A4%E5%85%B8%E5%AF%86%E7%A0%81.html
