古典密码体制精要.ppt

【例2-9】设明文Alice is a murderer，列宽n=4，密钥?是按3，4，2，1列的次序读出得到密文，试写出加解密的过程和结果。 明文为Alice is a murderer，加密过程中，将明文按4个字母一行写出： 1 2 3 4 a l i c e i s a m u r d e r e r 按列3，4，2，1写出密文：isrecadrliuraeme。 解密过程：将密文isrecadrliuraeme按4个字母一列写出，按列4，3，1，2一行一行的书写，得出明文为：alice is a murderer。 柱状列置换密码 柱状列置换密码没有直接指定置换?，而是先选取一个密钥短语，再生成一个数字序列，根据数字序列来交换列，重排字母得到密文。 如密钥短语为“good cryptosystem”，选的密钥为“goodcryp”。对所有字母编号的结果是： g o o d c r y p 3 4 5 2 1 7 8 6 【例2-10】 已知明文消息为This should be encrypted with caution，试用密钥为goodcryp的柱状列置换密码对其进行加密。 密钥“goodcryp”指定了一个数字序列“3，4，5，2，1，7，8，6”，将明文被排列成一个具有8列和4行的长方形。 g o o d c r y p 3 4 5 2 1 7 8 6 t h i s s h o u l d b e e n c r y p t e d w i t h c a u t i o n 将每一列根据列号由小到大进行排序，逐列读取4个字母为一组，生成的密文为：sedt seeu tlyh hdpc ibta urtn hnwi ocio。 周期置换密码是将明文字符按一定长度n分组，把每组中的字符按1,2,…,n的一个置换?重排位置次序来得到密文的一种加密方法。其中的密钥就是置换?，在?的描述中包含了分组长度的信息。 2.2.2 周期置换密码 解密时，对密文字符按长度n分组，并按?的逆置换把每组字符重排位置次序来得到明文。 【例2-11】给定明文为cryptography，试用密钥 的置换密码对其进行加密，然后再对密文进行解密。 明文分组为：cryp togr aphy，再利用置换密钥π进行加密变换，得： E?(cryp) = (yprc)； E?(togr) = (grot)； E?(aphy) = (hypa) 即密文消息是：yprcgrothypa。 解密时，先由加密变换可求出逆置换，， 对每组字母用逆置换 进行重排 ,解密得到明文：cryptography 在对密码体制进行破译时，一般假设攻击者已知道通信双方使用的密码算法，这就是Kerckhoffs假设，密码破译的重点在于如何获取加密过程中所使用的密钥。。 2.3 古典密码的破译 通过对大量英文语言的研究可以发现，每个字母出现的频率不一样，e出现的频率最高。如果所统计的文献足够长，便可发现各字母出现的频率比较稳定。 如表2-5所示 . 2.3.1 单一字母替代密码的破译 a b c d e f 0.0856 0.0139 0.0279 0.0378 0.1304 0.0289 g h i j k l 0.0199 0.0518 0.0627 0.0013 0.0042 0.0339 m n o p q r 0.0249 0.0707 0.0797 0.0199 0.0012 0.0677 s t u v w x 0.0607 0.1045 0.0249 0.0092 0.0149 0.0017 y z 0.0199 0.0008 表2-5 英文字母出现频率统计表 单一字母替代密码的破译中，除了考虑单字母统计特性外，掌握双字母、三字母的统计特性以及字母之间的连缀关系等信息也是很有用的，如出现频率较高的双字母组合有th he in er an等，英语中最常用的三字母组合是the, ing等，特别地，the出现的频率几乎是ing的3倍。此外，统计资料还表明：英文单词以e，s，d，t字母结尾的超过一半。英文单词以t，a，s，w为起始字母的约占一半。 【例2-12】设某一段明文经移位密码加密后的密文如下： rjjy rjzs ijwy mjtq najy wjjs jcyb jjpj sibj bnqq inxh zxym juqf s 试破译该密文。为了表述