清华大学出版社 000000 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 消数干扰-Q于 已日积极干扰 改变电文 干扰者 明文P 加密方法 解密方法 加密密钥 密文 解密密钥 C-E(P) 图21
图2.1
清华大学出版社 000000 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 22传统的加密方法 传统的加密方法,其密钥是由简单的字符串组成的, 它可以选择许多加密形式中的一种。只要有必要, 就可以经常改变密钥。因此,这种基本加密模型是 稳定的,是人所共知的。它的好处就在于可以秘密 而又方便地变换密钥,从而达到保密的目的,传统 的加密方法可以分为两大类:替代密码和换位密码。 22.1替代密码 替代密码( substitution cipher)是用一组密文字母来 代替一组明文字母以隐藏明文,但保持明文字母的 位置不变。在替代法加密体制中,使用了密钥字母 表。它可以由一个明文字母表构成,也可以由多个 明文字母表构成。由一个字母表构成的替代密码
2.2 传统的加密方法 • 传统的加密方法，其密钥是由简单的字符串组成的， 它可以选择许多加密形式中的一种。只要有必要， 就可以经常改变密钥。因此，这种基本加密模型是 稳定的，是人所共知的。它的好处就在于可以秘密 而又方便地变换密钥，从而达到保密的目的，传统 的加密方法可以分为两大类：替代密码和换位密码。 2.2.1 替代密码 • 替代密码(substitution cipher)是用一组密文字母来 代替一组明文字母以隐藏明文，但保持明文字母的 位置不变。在替代法加密体制中，使用了密钥字母 表。它可以由一个明文字母表构成，也可以由多个 明文字母表构成。由一个字母表构成的替代密码
清华大学出版社 000000 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 称为单表密码,其替代过程就是在明文和密码字符 之间进行一对一的映射。如果是由多个字母表构成 的替代密码,称为多表密码,其替代过程与前者不 同之处在于明文的同一字符可在密码文中表现为多 种字符。因此,在明码文与密码文的字符之间的映 射是一对多的。 (1)单表替代密码 凯撒密码是最古老的替代密码,以英文26个字母为 例,它用D表示a,用E表示b,用F表示c,…,用 C表示z,也就是说密文字母相对明文字母循环左 移了3位,因此,又称为循环移位密码。这种映射 关系表示为如下函数: f(a=a+k) mod n
• 称为单表密码，其替代过程就是在明文和密码字符 之间进行一对一的映射。如果是由多个字母表构成 的替代密码，称为多表密码，其替代过程与前者不 同之处在于明文的同一字符可在密码文中表现为多 种字符。因此，在明码文与密码文的字符之间的映 射是一对多的。 (1) 单表替代密码 • 凯撒密码是最古老的替代密码，以英文26个字母为 例，它用D表示a，用E表示b，用F表示c，…，用 C表示z，也就是说密文字母相对明文字母循环左 移了3位，因此，又称为循环移位密码。这种映射 关系表示为如下函数： • F(a)=(a+k) mod n
清华大学出版社 000000 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 其中:a表示明文字母,n为字符集中字母个数,k 为密钥。 在映射表中,明文字母Φ在字母表中的相应位置数 为C。 假设k=3,对于明文P= COMPUTER SYSTEMS则 f)=(2+3)mod26=5=F fO)=(14+3)mod26=17=R f(M)=(12+3)mod26=15=P f(M)=(12+3)mod26=15=P fS)=(18+3)mod26=2l=Ⅴ 所以,密文C=EK(P)= FRPSXWHUVBVWHPV
• 其中： a表示明文字母，n为字符集中字母个数，k 为密钥。 • 在映射表中，明文字母Ф在字母表中的相应位置数 为C。 • 假设k=3，对于明文 P=COMPUTER SYSTEMS 则 • f(C)=(2+3) mod 26=5=F • f(O)=(14+3) mod 26=17=R • f(M)=(12+3) mod 26=15=P • f(M)=(12+3) mod 26=15=P • f(S)=(18+3) mod 26=21=V • 所以，密文C=EK (P) =FRPSXWHUVBVWHPV
清华大学出版社 000000 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 由密文C恢复明文非常容易。显然,只要知道密钥 K,就可构造一张映射表,其加密和解密均可根据 此映射表进行。 这种密码是很容易破译的,因为最多只需尝试25次 即可轻松破译密码。凯撒密码的优点是密钥简单易 记。但它的密码文与明码文的对应关系过于简单, 故安全性很差。 较为复杂一点的密码是使明文字母和密文字母之间 的映射关系没有规律可循。例如,将整个英文字母 随意映射到其他字母上,这种方法称为单字母表替 换,其密钥是对应于整个字母表的26个字母串。例 如,在字母表中首先排列出密钥中出现的字母,然 后在密钥后面填上剩余的字母
• 由密文C恢复明文非常容易。显然，只要知道密钥 K，就可构造一张映射表，其加密和解密均可根据 此映射表进行。 • 这种密码是很容易破译的，因为最多只需尝试25次 即可轻松破译密码。凯撒密码的优点是密钥简单易 记。但它的密码文与明码文的对应关系过于简单， 故安全性很差。 • 较为复杂一点的密码是使明文字母和密文字母之间 的映射关系没有规律可循。例如，将整个英文字母 随意映射到其他字母上，这种方法称为单字母表替 换，其密钥是对应于整个字母表的26个字母串。例 如，在字母表中首先排列出密钥中出现的字母，然 后在密钥后面填上剩余的字母